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摘 要：雷电是自然界的一种普通天气现象，它以其惊人的破坏力，每年都给人类的生活带来很大的灾难，不仅危害生物的生命健康，还会损坏建筑物，造成很大的财产损失。当今世界科技高速发展，高耸的建筑物，先进的电子设备都可能成为雷电的攻击对象，电力系统作为先进科学技术的代表更是最易受到威胁。本文首先分析了雷电的危害和电力系统的组成结构，再从这些结构入手，一一系统的分析并设计电力系统内部的防雷工程方案。
关键词：电力；雷电；系统；防雷；设计
电力系统作为国家建设的重要组成部分，一旦因为受到雷电的攻击，影响正常运行，国家将蒙受巨大的经济损失，人们也将无法正常生活。所以，雷电系统的防雷工程已成为现阶段人类研究的重要课题，设计合理有效的防雷方案也成了最为突出的难题。电力系统是一个庞大的部门，有很多小的系统组成，这些小系统的建筑结构，功能作用都互不相同，因此，在设计防雷工程时，也应该分别进行设计。只有这样设计出的方案，才能适用于电力系统的各个方面。
一、雷电的产生和危害
雷点一般伴随暴雨出现，是一种云层的放电现象，多发生在春夏季节，这是因为雷电的能量由太阳供给，春夏季节，太阳活动频繁，辐射强烈，供给雷电的能量也就很多，所以多发雷电。雷电的强度很高，有的可以达到几百万伏，深深的威胁着人类的生命和财产安全，当今世界已经将雷电与暴雨，大风，干旱，重大交通事故，刑事犯罪统称为影响人类经济发展和威胁人类安全的六大因素，可见雷电确实很可怕，要设计防雷方案首先应该了解雷电的特点，雷电的主要特点如下：
（一）突发性：
雷暴的能量是由太阳直接供给的，太阳活动形式多样，雷点一般都很突然，没有征兆。以人类目前的科技水平离控制雷电的发生还有一定距离。
（二）威力大：
因为雷电的能量由太阳直接供给的，且雷电一般都是积累能量很长时间才爆发，所以雷电的威力很大，电流一般可以达到几十万到几百万伏。
（三）雷电变化多样：
雷电变化多种多样，有的可达10千安每微秒。
此外随着人类科学技术的进步，雷电还产生了新特性，随着电子技术在人类生活中的普及和发展，电子技术应用广泛的单位也逐渐成为了雷电攻击的主要目标，只要是与高新技术关系密切相关的领域，雷电基本上都不会放过。本文所提的电力系统作为高新技术应用的前沿单位自然也深受其害，每年都造成很大损失。并且随着科技的发展和技术的不断进步，雷电的波及范围也会大大扩散，且雷电灾害所造成的直接经济损失和危害也会大大增大，它袭击的对象本身没有太大的经济价值，但间接影响就很大，如雷电袭击电力系统，假设仅损坏了一根高压输电线，高压电线当然不值一提，但会有数量不菲的居民靠着这根输电线维持正常生活，也会有很多工厂靠着这根输电线维持正常生产，这样核算起来，雷电所造成的损失可想而知。
产生上述特点的根本原因，是因为雷电攻击的的主要目标已集中在高科技产品上，因为高科技产品中含有微电子，微电子技术的应用已经渗透到人类生产和生活的各个领域，微电子器件敏锐的特点很容易受到雷电作用，从而使含有微电子的高科技产品受到雷电灾害，造成经济损失。
雷电新性能的出现大大的加大了人类防御和抵抗雷电灾害的难度，现今的雷电防御工作已经迫在眉睫，电力系统如何设计一套高效合理的防雷方案，并将其应用于各个电力领域已经成为了电力系统持续发展和提高企业安全性的前提和科学界继续完成的首要工作。
根据雷电侵入的途径，可以将雷电分为以下几种，直击雷，感应雷，球形雷，电磁脉冲，地电位反击，操作瞬间过电压。这些种类都会给人类的生活和生产造成极大的损失，从古至今，人类也一直都在运用各种方法，对其进行防御。对于简单的雷电，可以安装避雷装置，如避雷针。但对于一些作用于电气和网络的雷电，人类的防雷技术目前还不算成熟，最先进的办法是微电子防雷，这种办法为电力系统防雷有一定帮助。为方便读者更好的理解雷电入侵途径，特制下图。
二、电力系统防雷工程设计的方案
雷电防御的原理主要是通过设备尽可能多的将雷电的能量引导到地下，使大部分雷电能量疏散，雷电防御是疏散而绝非对雷电进行围堵或是直接消灭。本文主要将电力系统总体划分为两个部分，内部系统和外部系统。内部系统主要包括电力系统的内部电力构成和网络支持部分。外部系统则主要包括电力系统外部建筑和外部导线。
（一）外部防雷设计
1.实行分层保护
记录并观察电力系统各部分受雷击的程度的大小，根据不同设备的性质和功能的不同，将这些设备分类，并根据受危害的程度，布置防雷保护层数，对于易受雷电攻击并且自身保护能力差的设备和通道，多加保护。
2.外部无源保护
对于电力系统外部没有保护的区域，装置避雷针和接地设备，这样，但雷电接近的地面时，首先避雷针将雷电吸引，雷电顺着避雷针走向发生变化，最后通过接地设备将雷电引入地下，疏散雷电能量，从而保护了建筑物免受雷击。从古代开始，我国就已经知道运用避雷针，避雷针是人类防御雷电的有效方法，历经千百年的实践，这种方式一直有效。外部无源保护的设计图示如下：
（二）内部设计
1.电源部分防护
雷电主要沿着导线入侵，从而达到仪器的核心，并摧毁。因此，要从根本上对雷电进行防御就要切断它的入侵渠道，即对电源部分进行防护。按照国家规定对于电压低于380V的低压线路要进行以下三级保护：
一级保护：在高压变压器后端到建筑总配电盘前端的电缆内部芯线两端分别安装对地SPD。二级保护：在建筑总配电盘至各楼层分配电箱间的电缆内部芯线两端安装对地SPD。三级保护：在全部意义重大的、设计精良的设备以及不间断电源的前端安装对地SPD。这样做可以对雷电的高电压进行分流，将其分成很多小部分分别导入地下，从而对设备起到保护作用。在这一过程中，分流器意义重大，要想达到理想的保护状态，就应该严格控制分流器的质量，只有选择质量过关的SPD才能起到事半功倍的效果。
2.良好的接地处理
电子计算机作为高端的科技产物，对于电力系统的发展至关重要，同时电子计算机也是最容易受雷电攻击的设备。因此，电力部门在建设计算机机房时要尤其注意雷电的防护，计算机聚集的地方要保证有一个良好缜密的接地系统，因为所有设备在防雷方面原理基本上都是将雷电引入地下，如果机房的接地性能不好就很有可能被这些雷电干扰，影响正常运行，严重的可能造成计算机发生故障，甚至烧毁，这不仅造成了经济损失还可能波及工作人员的人身安全。所谓百密一疏，一定要考虑到地线所处的环境还要注意设备间的距离，距离不能太近，做到科学合理的安装接地设备，保证电子设备免受雷电之灾。具体设计如下图所示：
结束语
随着科学的发展和时代的进步，人类已经掌握了越来越多的方法来用于雷电防御工作，如何科学合理的将这些方法运用于电力系统防雷，还需要进一步的深入研究和实践证实。电力系统防雷工程的设计是一个大的研究课题，本文只是进行了浅显的论证，设计电力系统的防雷方案还需要更多的人来完成，相信，在所有人的不懈努力下，雷电一定会被人类完全控制，雷电也一定不会再成为电力系统的危害。
参考文献
[1]童友志.接地系统在智能建筑中的应用【J】.安徽建筑，2007，（53）.
[2]王开宇.宫沿平.电子设备防雷应用解决方案【J】.黑龙江水利科技，2009，（86）.
[3]乔国林.陆勤.电子信息系统的雷击风险与雷电防护【J】.工业安全与环保，2008，（11）.
[4]孙志广.电力系统的防雷措施【J】.科技信息，2006，（86）.
关键词：电力；雷电；系统；防雷；设计
电力系统作为国家建设的重要组成部分，一旦因为受到雷电的攻击，影响正常运行，国家将蒙受巨大的经济损失，人们也将无法正常生活。所以，雷电系统的防雷工程已成为现阶段人类研究的重要课题，设计合理有效的防雷方案也成了最为突出的难题。电力系统是一个庞大的部门，有很多小的系统组成，这些小系统的建筑结构，功能作用都互不相同，因此，在设计防雷工程时，也应该分别进行设计。只有这样设计出的方案，才能适用于电力系统的各个方面。
一、雷电的产生和危害
雷点一般伴随暴雨出现，是一种云层的放电现象，多发生在春夏季节，这是因为雷电的能量由太阳供给，春夏季节，太阳活动频繁，辐射强烈，供给雷电的能量也就很多，所以多发雷电。雷电的强度很高，有的可以达到几百万伏，深深的威胁着人类的生命和财产安全，当今世界已经将雷电与暴雨，大风，干旱，重大交通事故，刑事犯罪统称为影响人类经济发展和威胁人类安全的六大因素，可见雷电确实很可怕，要设计防雷方案首先应该了解雷电的特点，雷电的主要特点如下：
（一）突发性：
雷暴的能量是由太阳直接供给的，太阳活动形式多样，雷点一般都很突然，没有征兆。以人类目前的科技水平离控制雷电的发生还有一定距离。
（二）威力大：
因为雷电的能量由太阳直接供给的，且雷电一般都是积累能量很长时间才爆发，所以雷电的威力很大，电流一般可以达到几十万到几百万伏。
（三）雷电变化多样：
雷电变化多种多样，有的可达10千安每微秒。
此外随着人类科学技术的进步，雷电还产生了新特性，随着电子技术在人类生活中的普及和发展，电子技术应用广泛的单位也逐渐成为了雷电攻击的主要目标，只要是与高新技术关系密切相关的领域，雷电基本上都不会放过。本文所提的电力系统作为高新技术应用的前沿单位自然也深受其害，每年都造成很大损失。并且随着科技的发展和技术的不断进步，雷电的波及范围也会大大扩散，且雷电灾害所造成的直接经济损失和危害也会大大增大，它袭击的对象本身没有太大的经济价值，但间接影响就很大，如雷电袭击电力系统，假设仅损坏了一根高压输电线，高压电线当然不值一提，但会有数量不菲的居民靠着这根输电线维持正常生活，也会有很多工厂靠着这根输电线维持正常生产，这样核算起来，雷电所造成的损失可想而知。
产生上述特点的根本原因，是因为雷电攻击的的主要目标已集中在高科技产品上，因为高科技产品中含有微电子，微电子技术的应用已经渗透到人类生产和生活的各个领域，微电子器件敏锐的特点很容易受到雷电作用，从而使含有微电子的高科技产品受到雷电灾害，造成经济损失。
雷电新性能的出现大大的加大了人类防御和抵抗雷电灾害的难度，现今的雷电防御工作已经迫在眉睫，电力系统如何设计一套高效合理的防雷方案，并将其应用于各个电力领域已经成为了电力系统持续发展和提高企业安全性的前提和科学界继续完成的首要工作。
根据雷电侵入的途径，可以将雷电分为以下几种，直击雷，感应雷，球形雷，电磁脉冲，地电位反击，操作瞬间过电压。这些种类都会给人类的生活和生产造成极大的损失，从古至今，人类也一直都在运用各种方法，对其进行防御。对于简单的雷电，可以安装避雷装置，如避雷针。但对于一些作用于电气和网络的雷电，人类的防雷技术目前还不算成熟，最先进的办法是微电子防雷，这种办法为电力系统防雷有一定帮助。为方便读者更好的理解雷电入侵途径，特制下图。
二、电力系统防雷工程设计的方案
雷电防御的原理主要是通过设备尽可能多的将雷电的能量引导到地下，使大部分雷电能量疏散，雷电防御是疏散而绝非对雷电进行围堵或是直接消灭。本文主要将电力系统总体划分为两个部分，内部系统和外部系统。内部系统主要包括电力系统的内部电力构成和网络支持部分。外部系统则主要包括电力系统外部建筑和外部导线。
（一）外部防雷设计
1.实行分层保护
记录并观察电力系统各部分受雷击的程度的大小，根据不同设备的性质和功能的不同，将这些设备分类，并根据受危害的程度，布置防雷保护层数，对于易受雷电攻击并且自身保护能力差的设备和通道，多加保护。
2.外部无源保护
对于电力系统外部没有保护的区域，装置避雷针和接地设备，这样，但雷电接近的地面时，首先避雷针将雷电吸引，雷电顺着避雷针走向发生变化，最后通过接地设备将雷电引入地下，疏散雷电能量，从而保护了建筑物免受雷击。从古代开始，我国就已经知道运用避雷针，避雷针是人类防御雷电的有效方法，历经千百年的实践，这种方式一直有效。外部无源保护的设计图示如下：
（二）内部设计
1.电源部分防护
雷电主要沿着导线入侵，从而达到仪器的核心，并摧毁。因此，要从根本上对雷电进行防御就要切断它的入侵渠道，即对电源部分进行防护。按照国家规定对于电压低于380V的低压线路要进行以下三级保护：
一级保护：在高压变压器后端到建筑总配电盘前端的电缆内部芯线两端分别安装对地SPD。二级保护：在建筑总配电盘至各楼层分配电箱间的电缆内部芯线两端安装对地SPD。三级保护：在全部意义重大的、设计精良的设备以及不间断电源的前端安装对地SPD。这样做可以对雷电的高电压进行分流，将其分成很多小部分分别导入地下，从而对设备起到保护作用。在这一过程中，分流器意义重大，要想达到理想的保护状态，就应该严格控制分流器的质量，只有选择质量过关的SPD才能起到事半功倍的效果。
2.良好的接地处理
电子计算机作为高端的科技产物，对于电力系统的发展至关重要，同时电子计算机也是最容易受雷电攻击的设备。因此，电力部门在建设计算机机房时要尤其注意雷电的防护，计算机聚集的地方要保证有一个良好缜密的接地系统，因为所有设备在防雷方面原理基本上都是将雷电引入地下，如果机房的接地性能不好就很有可能被这些雷电干扰，影响正常运行，严重的可能造成计算机发生故障，甚至烧毁，这不仅造成了经济损失还可能波及工作人员的人身安全。所谓百密一疏，一定要考虑到地线所处的环境还要注意设备间的距离，距离不能太近，做到科学合理的安装接地设备，保证电子设备免受雷电之灾。具体设计如下图所示：
结束语
随着科学的发展和时代的进步，人类已经掌握了越来越多的方法来用于雷电防御工作，如何科学合理的将这些方法运用于电力系统防雷，还需要进一步的深入研究和实践证实。电力系统防雷工程的设计是一个大的研究课题，本文只是进行了浅显的论证，设计电力系统的防雷方案还需要更多的人来完成，相信，在所有人的不懈努力下，雷电一定会被人类完全控制，雷电也一定不会再成为电力系统的危害。
参考文献
[1]童友志.接地系统在智能建筑中的应用【J】.安徽建筑，2007，（53）.
[2]王开宇.宫沿平.电子设备防雷应用解决方案【J】.黑龙江水利科技，2009，（86）.
[3]乔国林.陆勤.电子信息系统的雷击风险与雷电防护【J】.工业安全与环保，2008，（11）.
[4]孙志广.电力系统的防雷措施【J】.科技信息，2006，（86）.