有關(guān)做好配電系統(tǒng)的防雷與接地的方法
　　方方
　　沈陽辰宇建筑有限責(zé)任公司遼寧沈陽110013
　　摘要：由雷電帶來的危害為主題引入討論，指出研究供配電系統(tǒng)防雷接地的方法是非常必要的，探討的內(nèi)容包括了電力線路的防雷與接地、電氣設(shè)備與電子設(shè)備的防雷與接地兩個(gè)方面，根據(jù)探討得出的結(jié)論找出避免雷擊事故的方法，保證線路和設(shè)備不受到雷擊。
　　關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)，防雷，接地，電力線路
　　由于許多的建設(shè)者對(duì)防雷接地保護(hù)的認(rèn)識(shí)不夠，在近幾年的電網(wǎng)改造，尤其是在城網(wǎng)改造和變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)中，發(fā)生了多起因?yàn)槔讚魩�來的事故，�?dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)癱瘓和一些電網(wǎng)設(shè)備的事故，損失較為嚴(yán)重。雷電的危害是目共睹。下面是針對(duì)不同環(huán)境下配電系統(tǒng)的防雷和接地的分析，
　　1 設(shè)計(jì)電力線路怎樣防雷與接地
　　1.1設(shè)計(jì)輸電線路的防雷與接地
　　在設(shè)計(jì)輸電線路中，防雷措施的應(yīng)用要以線路的電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行方式作為參考，并且與當(dāng)?shù)氐貐^(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)以及土壤電阻率高低等實(shí)際情況結(jié)合起來考慮，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用適當(dāng)?shù)姆绞竭_(dá)到防雷的目標(biāo)。
　　1） 以35kV線路為例，該線路不適宜全線架設(shè)避雷線，避雷線一般架設(shè)在變電所的進(jìn)線段，長(zhǎng)度為1km~2km。另外，在雷電活動(dòng)頻繁的地段也架設(shè)避雷線，或者選擇安裝線路金屬氧化物避雷器。
　　2） 對(duì)于110kV線路，應(yīng)該全線架設(shè)避雷線，而在山區(qū)則采用雙避雷線；但是如果是年平均雷暴日數(shù)不超過15d或者按照經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動(dòng)少的地區(qū)，可以不架設(shè)避雷線
　　3） 220kV線路要全線架設(shè)避雷線，需要注意的是同時(shí)應(yīng)采用雙避雷線。
　　架設(shè)避雷線需要注意，設(shè)計(jì)的線路時(shí)要把桿塔上避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角考慮在內(nèi)，保護(hù)角一般設(shè)為20°～30°，同時(shí)做好桿塔的接地。因?yàn)槊總�(gè)地方土壤電阻率各不相同，桿塔的工頻接地電阻應(yīng)在下面所列出的數(shù)值范圍內(nèi)：地壤電阻率(Ω/m)：100及以下,100以上～500,500以上～1000;工頻接地電(Ω)：10,15,20。
　　一般來說，35kV線路裝設(shè)的金屬氧化物避雷器的技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足幾個(gè)條件：
　　a. 持續(xù)運(yùn)行電壓（有效值）不小于40.8kV；b.額定電壓(有效值)不小于51kV；c.直流1mA參考電壓不小于73kV(范圍在73kV～74kV之間)；d.標(biāo)準(zhǔn)放電電流5kA等級(jí)下殘壓(峰值)不大于:雷電沖擊134kV,操作沖擊114kV,陡波沖擊154kV；e.2000μs方波電流(峰值)200A；f.對(duì)絕緣配置，結(jié)合線路污穢等級(jí)要求考慮確定。
　　1.2設(shè)計(jì)配電線路的防雷與接地
　　配電線路的設(shè)計(jì)和輸電線路一樣，也可以采用架設(shè)避雷線或者避雷器的方法實(shí)現(xiàn)防雷的目的，采取的措施根據(jù)不同的電壓等級(jí)和不同線路也會(huì)不一樣。
　　1）10kV裸導(dǎo)線線路。在原則上，針對(duì)10kV裸導(dǎo)線線路的防雷保護(hù)，可以采用避雷線的方法，但是采用這種方法耗費(fèi)的成本高，也不方便施工，現(xiàn)在基本上都不應(yīng)用到實(shí)際上。代替其的是在一些雷電活動(dòng)比較多的線段安裝避雷器，再依照要求做好桿塔的接地。
　　2)10kV絕緣線線路。在目前，下面所列的防雷措施可以應(yīng)用在架空絕緣線上：a.安裝避雷線，這是壁壘效果最好的方法，但是可行性小，難度大，成本高。b.將線路絕緣子耐壓水品提高，把10kV絕緣子換成防雷絕緣子，這樣會(huì)很大的提高防雷的能力。c.針對(duì)雷電頻繁地區(qū)，可以按照一定檔距安裝線路避雷器，降低雷擊斷線事故。d.將閃爍路徑的距離延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致電弧容易熄滅，局部增加絕緣強(qiáng)度，例如在導(dǎo)線和絕緣子相連的地方加強(qiáng)絕緣，以及采用長(zhǎng)閃爍路徑避雷器等。e局部剝離絕緣導(dǎo)線，讓部分導(dǎo)線變成裸導(dǎo)線，這樣可以使剝離部分作為電弧的滑動(dòng)區(qū)域，而不是固定在某一個(gè)點(diǎn)少時(shí)，另外，還可以為以后的施工提供一個(gè)掛地線點(diǎn)。
　　3)低壓配電線路。針對(duì)低壓線路的情況，應(yīng)該從變壓器出口處安裝低壓避雷器或擊穿保險(xiǎn)器，同時(shí)做好接地，接地裝置的接地電阻應(yīng)該在4Ω以下。中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中的中性線應(yīng)在電源點(diǎn)接地。低壓配電線路，在干線和分支線中斷處應(yīng)重復(fù)接地，每年重復(fù)接地裝置的接地電阻要保證在10Ω以下，如果是比較長(zhǎng)的線路，重復(fù)接地要有3處以上。尤其是為了防止雷電波沿低壓配電線路侵入用戶，接戶線上的絕緣子鐵角應(yīng)該接地，接地電阻控制在30Ω一下，在進(jìn)行一戶一表的改造工作中，這一點(diǎn)要特別重視。
　　1.3電力電纜線路的防雷與接地
　　電力電纜因?yàn)楸旧淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還有與其他電氣設(shè)施連接的要求，對(duì)于不同的電壓等級(jí)采用不同的防雷方法。在35kV及以下電壓等級(jí)的電力電纜，一般應(yīng)該是用在電纜終端頭附近安裝避雷器的方法，注意終端頭金屬屏蔽、鎧裝的接地情況必須保證良好。如果電壓等級(jí)在110kV或大于110kV，當(dāng)電纜線路受到雷電沖擊電壓作用時(shí)，在金屬護(hù)套的不接地端或交叉互連處會(huì)出現(xiàn)過電壓，護(hù)層絕緣會(huì)因此發(fā)生擊穿，對(duì)此應(yīng)該參考下面的幾種保護(hù)方案1）電纜金屬護(hù)套一端互連接地，另外一端接保護(hù)器。2）電纜金屬護(hù)套交叉互連，保護(hù)器Y0接線。3）電纜金屬護(hù)套交叉互連，保護(hù)Y接線或Δ接線。4)電纜金屬護(hù)套一端互連接地加均壓線。5）電纜金屬護(hù)套一端互連接地加回流線。
　　2電氣設(shè)備與電子設(shè)備的防雷與接地
　　2.1變電所設(shè)備的防雷與接地
　　變電所設(shè)備的防雷與建筑物的防雷關(guān)系很密切，根據(jù)最新的強(qiáng)制GB50054295，對(duì)建筑物與設(shè)備的防雷接地應(yīng)采用等電位連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)上分別做獨(dú)立的接地網(wǎng)。所謂等電位連接，就是把建筑物本身和其內(nèi)外各種導(dǎo)電物用導(dǎo)體(電氣上)焊接起來，以保證等電位。因?yàn)槔纂娏鞣逯捣浅４�，流�?jīng)之處都立即升至很高的電位(相對(duì)于大地而言)，因此對(duì)于附近尚處在大地電位的電氣、電子設(shè)備和人產(chǎn)生旁側(cè)閃爍，容易引起設(shè)備和人身事故。等電位連接是達(dá)到防雷效果的一個(gè)關(guān)鍵措施。
　　1）所內(nèi)建筑的防雷。建筑物內(nèi)電氣設(shè)備和系統(tǒng)防雷的第一道屏障就是建筑物本身的防雷裝置，建筑物內(nèi)部的電氣設(shè)備的防雷效果會(huì)直接受到其本身的防雷性能的影響，所以，建筑物本體的防雷能力是必須首先重視的環(huán)節(jié)�，F(xiàn)代建筑物主要有頂部避雷帶、網(wǎng)狀接閃器、建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內(nèi)的主鋼筋作引下線，地下的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為整個(gè)防雷裝置的接地體。在設(shè)計(jì)建筑以及施工時(shí)，必須考慮到作為網(wǎng)狀接閃器、引下線和接地體的鋼筋網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接，使其成為比較理想的“法拉第籠”式避雷器。運(yùn)用防雷網(wǎng)和建筑物鋼筋混凝土相結(jié)合實(shí)現(xiàn)防雷的方式，已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為經(jīng)濟(jì)可靠。出于這個(gè)原因，施工時(shí)都應(yīng)預(yù)留從各層樓板、梁、柱內(nèi)鋼筋焊出接頭，方便與室內(nèi)外接地線連接。
　　2)室內(nèi)設(shè)備的防雷。為了讓室外所有的設(shè)備都得到保護(hù)，可以根據(jù)需要，在室外安裝一支或多支避雷針，計(jì)算器保護(hù)范圍，防止直擊雷的危害。另外，室外架構(gòu)母線和變壓器中性點(diǎn)應(yīng)該加裝避雷器加以保護(hù)，室外做一個(gè)接地網(wǎng)，所有設(shè)備的接地引下線都跟接地體焊接，保證等電位。為了避免雷擊產(chǎn)生過電壓，各種設(shè)備的絕緣水平應(yīng)要滿足電壓對(duì)該設(shè)備的絕緣要求，在設(shè)備的定貨和出廠試驗(yàn)環(huán)節(jié)要嚴(yán)格按照要求做好，按照規(guī)程要求確保設(shè)備的絕緣耐壓水平，避免雷害擊穿。
　　3)室內(nèi)設(shè)備的防雷。焊接或者用螺栓連接室內(nèi)各種金屬屏、柜外皮與底座槽鋼，保證接觸良好，同時(shí)用鍍鋅扁鋼焊接槽鋼要跟電纜溝道內(nèi)的電纜支架，形成一個(gè)整體，與室外的接地網(wǎng)形成一個(gè)完整的大接地網(wǎng)。
　　2.2計(jì)算機(jī)、通訊等自動(dòng)化設(shè)備的防雷接地
　　大樓內(nèi)計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的第一道保護(hù)屏障，因?yàn)橥ㄓ嶋娕_(tái)與通訊塔上天線相連必須通過信號(hào)電纜實(shí)現(xiàn)，所以通訊電纜外皮必須做好接地（多點(diǎn)重復(fù)接地），并且跟大樓的接地網(wǎng)連接起來形成等電位，另外還可以加裝避雷器。
　　通訊電臺(tái)的防雷應(yīng)該加串口保護(hù)器，如SD252V24/24，其他電子設(shè)備的通訊接口也應(yīng)該加裝相應(yīng)的串口保護(hù)器，實(shí)際上就是各種小防雷器(OBO,PHOENIX都有相應(yīng)接口的保護(hù)器)。至于大樓內(nèi)的電子設(shè)備，最重要的就是把各個(gè)獨(dú)立的接地網(wǎng)連接成為完整的共用接地系統(tǒng)，其他分開、獨(dú)立、專用接地方案都打不到預(yù)計(jì)效果，在工程中也沒有實(shí)際意義。所有大樓內(nèi)的電氣、電子設(shè)備，應(yīng)該逐級(jí)采取防雷保護(hù)措施，第一個(gè)做好大樓和電源的防雷接地，再在機(jī)房和各設(shè)備端口安裝相應(yīng)的避雷器，這樣雷電波的侵入和反擊才可以得到防止。
　　3.結(jié)論
　　從設(shè)計(jì)工程的階段開始，就要認(rèn)真考慮配電系統(tǒng)的防雷與接地，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采取切實(shí)、行之有效的防雷方案，選用質(zhì)量可靠的電氣設(shè)備和性能好的防雷設(shè)備，是同嚴(yán)格依據(jù)等電位的原則，做好符合要求的共用接地網(wǎng)，防雷與接地綜合考慮。只有這樣防止雷擊對(duì)線路和設(shè)備帶來危害。
　　參考文獻(xiàn):
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　　[2]陸尉初如何做好配電系統(tǒng)的防雷與接地[J]山西建筑2008，5（13）

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