任务描述

2001年5月8日，广东省惠州市秋长镇某化工厂遭雷击引发爆炸，死6人，伤14人，厂房基本全毁，如图6-31所示。

随着我国电力系统的快速发展，电能这一清洁能源在日常生产生活中的应用越来越普遍，但是自然界中产生的雷电对供配电系统产生了很大的危害。因此，保护供配电系统在雷电发生时的设备安全问题，提高供电的可靠性，显得尤为重要。

请根据此事故分析雷电形成的原因，供配电系统为了防雷击，可以采取何种保护技术？

图6-31　某化工厂遭雷击损毁现场

任务分析

为保护供配电系统电气设备的安全，采取有效的防雷措施是非常必要的，对防雷设备的不断改善也是防雷害的重要手段。不完善的防雷措施，将会在雷电环境下导致雷击事故，致使供配电系统发生事故，造成大面积的停电，给人民生产生活带来诸多不便。因此，只有认识雷电的来源和过电压形成的物理过程，才能有针对性地采用避雷针、避雷线及避雷器等不同的防护设备。

知识学习

雷电又称为大气过电压，是由于电力系统的设备或建（构）筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压，如图6-32所示。因其能量来自系统外部，故又称为外部过电压。它不经常发生，但却是最具破坏力的浪涌电压。雷电产生的强电流、高电压、高温热具有很大的破坏力和多方面的破坏作用，给人类和电力系统造成严重危害。

6.6.1 雷电的形成与活动规律

雷鸣与闪电是大气层中强烈的放电现象。雷云在形成过程中，由于摩擦、冻结等原因积累大量的正电荷或负电荷，产生很高的电位。当带有异性电荷的雷云接近到一定程度时，就会击穿空气而发生强烈的放电。

图6-32　雷击现场

雷电的活动规律：南方比北方多，山区比平原多，陆地比海洋多，热而潮湿的地方比冷而干燥的地方多，夏季比其他季节多。

一般来说，下列物体或地点容易受到雷击：

（1）空旷地区的孤立物体、高于20 m的建筑物，如水塔、宝塔、尖形屋顶、烟囱、旗杆、天线、输电线路杆塔等。在山顶行走的人畜，也易受到雷击。

（2）金属结构的屋面、砖木结构的建筑物或构筑物。

（3）特别潮湿的建筑物、露天放置的金属物。

（4）排放导电尘埃的厂房、排废气的管道、地下水出口、烟囱冒出的热气。

（5）金属矿床、河岸、山谷风口处、山坡与稻田接壤的地段，土壤电阻率小或电阻率变化大的地区。

6.6.2 雷电种类及危害

1.直击雷

雷云较低时，在地面较高的凸出物上产生静电感应，感应电荷与雷云所带电荷相反而发生放电，电压高达几百万伏，如图6-33所示。(www.daowen.com)

图6-33　直击雷示意图

2.感应雷

感应雷包括静电感应雷、电磁感应雷，产生的感应过电压值可达数十万伏。

3.球形雷

雷电时形成一种发红光或白光的火球。

4.雷电侵入波

雷击时在电力线路或金属管道上产生的高压冲击波。

雷击的破坏和危害，主要在四个方面：一是电磁性质的破坏；二是机械性质的破坏；三是热性质的破坏；四是跨步电压破坏。

6.6.3 常用防雷装置

基本思想是疏导，即设法构成通路将雷电流引入大地，从而避免雷击的破坏。

常用的避雷装置有避雷针（避雷线）、避雷器等。

1.避雷针（避雷线）

避雷针是一种尖形金属导体，装设在高大、凸出、孤立的建筑物或室外电力设施的凸出部位，如图6-34所示。其功能是引雷，即利用其高出被保护物的突出地位，当雷电先导临近地面时，它使雷电场畸变，改变雷电先导的通道方向，将雷电引向自身，然后经与其相连的引下线和接地装置将雷电流安全地泄放到大地，从而使被保护的线路、设备、建筑物等免受雷击。安装避雷针是防止直击雷的有效措施。

2.避雷器

避雷器用来防止线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对电气设备造成的损害，如图6-35所示。

图6-34　避雷针

图6-35　110 kV线路自带避雷器

任务检查

按表6-7对任务完成情况进行检查记录。

表6-7　任务完成情况检查记录表