隆务河流域小型水电站雷灾隐患分析与防护对策

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1、隆务河流域小型水电站雷灾隐患分析与防护对策　　摘要：黄南州隆务河流域现已建成并投入运行的有13座小型水力发电站。近几年，黄南州防护雷电中心在对其进行防雷装置安全性能检测中发现，大多数水电站存在一定的防雷安全隐患，其中郭么日电站和奴合加电站分别在2003年和XX年发生了两起雷灾事故。本文针对这些水电站普遍存在的防雷安全隐患和对两起事故的成因分析，提出了系统解决这些水电站防雷安全隐患对策和防护措施。 1引言 　　隆务河在黄南州境内流经里程达144公里，理论水电蕴藏量22.05万千瓦，可建15座梯级小型水电站。现已建

2、成多哇、曲库乎、江什加、唯哇、铁吾、年都乎、郭么日、奴合加、隆务、麻巴、隆峡、才塘、古浪堤13座小型水电站，峡口、当顺水电站正在建设中。这些水电站的开发建设，对促进县域经济发展，增加地方收入发挥着重要作用。这些水电站设备运行电压通常在35KV及以下，其绝缘水平较低，站址又大多地处河谷地带，场区及周围土壤电阻横向变化率较高，加之同仁地区年平均雷暴日数为44.1天/年，属雷暴高发区，水电站在雷雨季节极易发生雷击事故。2003年5月23日和XX年6月18日，郭么日水电站和奴合加水电站分别发生了两起雷击事故，机房内设备遭

3、雷击过电压袭击，造成电流互感器和直流盘等设备严重损坏，致使水电站长时间停止运行，经济损失较大。为此，做好这些小型水电站的雷电防护工作，对于保护人身和设备安全，保证水电站的安全运行具有十分重要的意义。 2存在的雷灾隐患及原因分析 　　2.1近几年，通过对这13座水电站进行防雷装置安全性能检测中发现，这些水电站在设计施工中尽管都考虑了一定的防雷措施，但由于电站建设年代不同，最早的铁吾水电站建于上世纪70年代，当时相应的国家标准和技术规范尚未完善，所采取的防御措施技术相对落后。在检测中发现，各站所采用的防护方法都不尽相

4、同，尽管在后期采取了一些改进措施，大多数水电站还是从根本上没有解决系统防护问题，加上人为考虑电站规模小，主变压器容量不大，施工中为了节省投资而忽视了共用接地网设置、雷电感应和雷电波侵入防护等问题，这对于后期采用了计算机控制设备的水电站，由于设备的自动化程度高，其耐压水平低，在遭遇雷击时，很容易造成设备损坏。 2.2通过分析，存在以上问题的主要原因有 　　2.2.1接地网设置不合理，钢材质量差，截面积小，数量不足，埋深不够，加上接地网焊接质量差，锈蚀严重，导体连接不良，造成接地电阻偏大。“5.23”郭么日电站雷击事

5、故后，经对该升压站接地网实测，其工频接地电阻为43.5Ω，远大于规范允许的标准值。 　　2.2.2避雷器接地引下线用材和连接不合理，有些电站使用裸铝线并直接引至地下与接地网连接，地下连接处又因长期受土壤腐蚀生锈，造成引下线与接地网间的电气接触不良，当雷电流入侵避雷器放电时，雷电流无法迅速有效地泄入大地，其残压作用在被保护设备上，如变压器的中性点形成反击电压，使变压器高压侧绝缘击穿，或经变压器低压侧窜入低压配电设备造成事故。“6.18”奴合加电站雷击事故，就是由于避雷器接地不畅，使作用在电流互感器上的残压远大于其耐

6、受能力而造成击穿的典型事例。 　　2.2.3部分电站场区内低压线路采用架空，存在极大安全隐患。如郭么日电站就是采用“厂变”400V低压架空供给生活区和埋地进入机房内控制设备的，架空线经过区域附件有3棵高大杨树，“5.23”郭么日雷击事故就是树木引发雷击后，感应雷电流沿架空线经“厂变”低压侧窜入机房低压配电柜内，造成一组3个直流盘严重受损。2.2.4用塔式避雷针的构架做路灯支柱，当避雷针上落雷时引起的感应雷电流将沿路灯电源线将雷电流引入室内而造成危害。在检查中发现，铁吾水电站、曲库乎水电站和年都乎水电站都存在此种安

7、全隐患。2.2.5避雷针的接地网与电站的主接地网间隔过小，针身与被保护设备构架之间的距离过小，容易引起雷电反击过电压。多哇水电站和麻巴水电站就存在这种问题。 　　2.2.6选用的避雷器质量低劣或安装不符合规范要求。 3应采取的防雷措施及对策 3.1直击雷过电压保护 　　3.1.1配电装置直击雷过电压保护电站进线保护段以内的屋外屋内配电装置，主变压器以及其间的联接导线等是直击雷过电压保护的重点对象，可装设避雷针加以保护，其保护范围严格按《建筑物防雷设计规范》和《电力设备过电压保护设计技术规程》要求计算，处在LPZ0

8、区的保护对象，要按照第二类防雷建筑物的标准进行计算，处在LPZ1区的保护对象按第三类防雷建筑物标准进行计算，另外，电站内油处理室，易燃材料仓库等也应列入避雷针保护范围。 　　3.1.2装设避雷针时注意的问题隆务河流域所有小型水电站，配电装置的电压等级都在35KV及以下，因其绝缘水平低，故不宜将避雷针装设在构架或厂房顶上。在主变压器“Π”型构架上也不能装设避雷针或拉避雷线。