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无源电晕场驱雷器:高压电力设施防雷新方案,主动拒雷更安全可靠

2026-01-06来源:快讯编辑:瑞雪

在电力系统的安全保障体系中,高压输电线路、变电站以及核电站作为关键节点与核心资产,其雷电防护一直是行业关注的焦点。传统防雷手段,如避雷针、避雷线以及氧化锌避雷器,主要依靠“引雷入地”或“限压泄流”的被动策略,虽能在一定程度上保护设备免受直击雷或感应过电压的损害,但仍存在诸多不足。

传统防雷手段的局限性主要体现在几个方面。避雷针虽然能吸引雷电,但也可能增加保护范围内的落雷概率;强大的雷电流可能引发地电位反击或沿线路侵入,对设备造成二次伤害;其可靠性高度依赖良好的接地电阻和泄流通道,一旦这些条件不满足,防雷效果将大打折扣;传统手段对部分微小设备或特定区域的保护存在不足,形成了保护死区。

针对这些挑战,一种新型的无源电晕场驱雷器技术应运而生。该技术利用高压设备自身产生的电晕电场,通过特殊结构进行调制与增强,在设备上方形成一个持续、稳定且向上的“离子风屏障”或“空间电荷盾”,从而有效消除或削弱雷电先导下行发展的条件。

无源电晕场驱雷器的工作原理可分为三个关键步骤。首先,在高压输电线路的导线、变电站的构架或母线等尖端或曲率半径小的部位,正常工作电压下周围电场强度极高,足以使空气发生局部电离,产生微弱的自然电晕放电。这是高压设备固有的现象,但通常被视为能量损耗。其次,驱雷器通过其独特的电极结构,如多针阵列或放射状电极,将高压设备产生的自然电晕进行收集、调控和定向增强。在雷暴天气下,当地面大气电场因云中电荷增强而剧烈变化时,驱雷器能感应到这种变化,并自动极大地增强电晕放电强度。最后,增强后的电晕放电从驱雷器的尖端持续、大量地向空气中发射与雷云极性相反的电荷离子,形成一股持续向上的离子流。这股离子流能够中和空间电荷,产生屏蔽电场,并干扰雷电先导的发展,从而降低被保护设备的引雷概率和遭受直击雷的风险。

在兼容性与适用性方面,无源电晕场驱雷器也表现出色。对于高压输电线路,它可以安装于铁塔顶端,保护塔身及绝缘子串,减少因雷击引起的跳闸;在变电站,它可以安装在构架、门型架或独立杆塔上,保护整个开关场设备;在核电站,它尤其适用于对安全性要求极高的核电厂外围供电线路、开关站及辅助设施,能有效降低因雷击导致的外部电网扰动或设备损坏风险,提升核电站应对极端天气的韧性。该技术还可与避雷针、避雷线等传统设施协同工作,构成“拒、引、泄”一体化的多层次综合防雷体系。

在应用场景与安装方面,无源电晕场驱雷器也有着明确的要求。对于输电线路,它适用于易击段杆塔、大跨越塔、进线段终端塔的顶端;在变电站,它应安装在最高构架、出线门型架、巡视走道上方或保护区域中央的独立支撑杆;在核电站,它则适用于厂区高压进线塔、厂用配电装置区域、安全相关电源线路的终端塔。安装时,需确保驱雷器处于被保护区域的最高点或电场最集中点,安装牢固,满足相应的机械强度和电气绝缘要求。通常作为辅助防雷设备,其安装不应影响现有主设备的运行和检修。

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