工廠變配電系統(tǒng)的防雷與接地探索

摘 要：隨著近幾年電網(wǎng)改造和工廠變配電系統(tǒng)自動(dòng)化的建設(shè)及設(shè)備更新，由于大家對(duì)這些設(shè)備的防雷接地保護(hù)認(rèn)識(shí)不到位，以致雷電事故頻發(fā)，我們必須加強(qiáng)工廠變配電系統(tǒng)雷電防護(hù)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與研究，根據(jù)實(shí)際情況，采取切實(shí)可行的防雷和接地方案，本文簡(jiǎn)要介紹工廠變配電系統(tǒng)的防雷與接地。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；防雷接地；電氣設(shè)備

1 雷電現(xiàn)象及其危害

雷電是自然界中的一種放電現(xiàn)象。大氣中存在大量帶有正負(fù)電荷的雷云，當(dāng)帶有相異電荷的雷云接近到一定程度，或雷云與大地凸出物接近到一定程度，強(qiáng)大的雷云電場(chǎng)將周圍空氣電離擊穿，就發(fā)生激烈的氣體放電，形成閃電和雷鳴。雷電通過(guò)直擊雷、感應(yīng)雷和雷電侵入波的方式可使人畜傷亡；使電力線路、發(fā)電機(jī)、電力變壓器等受高電壓沖擊而損壞絕緣，造成短路、爆炸和起火，導(dǎo)致大面積停電；可產(chǎn)生強(qiáng)大的電排斥力、電磁推力，對(duì)建筑物或構(gòu)筑物等被擊物會(huì)造成機(jī)械性破壞、倒塌。

2 接地

所謂接地就是把電氣設(shè)備或電氣線路的某一部分通過(guò)接地裝置與大地（土壤）作良好的電氣連接。接地是確保電氣設(shè)備正常工作和安全防護(hù)的重要措施。接地裝置由接地體和接地線組成。埋入地中直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地體：連接電氣設(shè)備與接地體之間的導(dǎo)線（或?qū)w）稱為接地線。接地分為檢修接地、工作接地和安全接地三大類。檢修接地是在檢修設(shè)備或線路時(shí)，除切斷電源外，還要臨時(shí)將檢修設(shè)備或線路的導(dǎo)電部分與大地連接起來(lái)，防止誤合閘造成觸電事故。工作接地是維持供電系統(tǒng)正常安全運(yùn)行的接地。安全接地是為了防止觸電的保護(hù)接地，防止雷擊及消除靜電的接地，以及防止電磁輻射的屏蔽接地。

3 工廠變配電系統(tǒng)建筑物的防雷與接地

工廠變配電系統(tǒng)及其內(nèi)部電氣設(shè)備的防雷性能受建筑物本體防雷性能的直接影響，任何建筑內(nèi)部系統(tǒng)及設(shè)備防雷的第一道防線應(yīng)該是建筑物本體的防雷，因此工廠變配電系統(tǒng)的防雷與接地離不開建筑物的防雷與接地，所以我們?cè)诳紤]系統(tǒng)防雷時(shí)應(yīng)首先高度重視建筑物本身的防雷。對(duì)于建筑物及電氣、電子設(shè)備防雷的接地裝置按照國(guó)家最新的GB50054-95標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)采用等電位連接，而不再采用傳統(tǒng)上獨(dú)立的接地網(wǎng)。等電位連接就是將建筑物的人工接地體、自然接地體和室內(nèi)各種電氣設(shè)備及其他裝置的外露金屬可導(dǎo)電部分統(tǒng)統(tǒng)用導(dǎo)體作良好電氣連接以實(shí)現(xiàn)電位相等。因?yàn)槔纂姮F(xiàn)象發(fā)生時(shí)將產(chǎn)生峰值非常大的雷電流，而雷電流流經(jīng)之處將形成相對(duì)大地電位而言很高的過(guò)電壓，此過(guò)電壓容易使仍處于大地電位的電氣、電子設(shè)備和工作人員產(chǎn)生旁側(cè)閃爍，引起設(shè)備和人身事故。采用等電位連接就可大大降低此類事故發(fā)生的機(jī)率，所以等電位連接是防雷的關(guān)鍵措施這一。

現(xiàn)代建筑物的防雷要求在防雷裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、土氣象、環(huán)境、被保護(hù)物的特點(diǎn)，雷電活動(dòng)規(guī)律等因素綜合考采用安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)、施工方案。現(xiàn)在大家公認(rèn)的建筑物防雷經(jīng)濟(jì)可靠的方式是采用建筑物本體的鋼筋結(jié)構(gòu)和降雷網(wǎng)相結(jié)合的方式，即是在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)以建筑物埋入地下的鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)為接地體，以房屋頂部的網(wǎng)狀接閃器、避雷帶、建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內(nèi)的主鋼筋為引下線，建筑施工將網(wǎng)狀接閃器、引下線和接地體的鋼筋網(wǎng)絡(luò)作良好的電氣連接，使之成為較理想的\"法拉第籠\"式避雷器。同時(shí)建筑工程施工時(shí)從各層樓板、梁、柱內(nèi)鋼筋一定都要焊接出預(yù)留接頭，以便使用時(shí)能方便與室內(nèi)外接地線相連，實(shí)現(xiàn)各電氣設(shè)備的接地。

4 工廠變配電系統(tǒng)線路及設(shè)備的防雷與接地

4.1 系統(tǒng)線路的防雷與接地

由避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)引下線和接地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的建筑物防雷系統(tǒng)，主要是避免建筑物遭受雷擊而引發(fā)的安全事故；而感應(yīng)雷和雷電波侵入方式對(duì)系統(tǒng)線路的威脅是外部防雷系統(tǒng)無(wú)法免除的。應(yīng)根據(jù)線路的負(fù)荷性質(zhì)、電壓等級(jí)及系統(tǒng)運(yùn)行方式，結(jié)合歷年來(lái)當(dāng)?shù)乩纂娀顒?dòng)情況、土壤電阻率的高低及地形地貌特點(diǎn)等，通過(guò)綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證，采取科學(xué)合理的防雷方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)線路的防雷。鑒于中小型工礦企業(yè)一般由35kV線路接受電能就能滿足用電需要，所以供、配電系統(tǒng)中的高壓架空線路通常是在變電所的電源進(jìn)線端架設(shè)1-2km避雷線，同時(shí)對(duì)于雷電活動(dòng)強(qiáng)烈地段的架空線路部分要加設(shè)避雷線或者安裝避雷器。系統(tǒng)中的電纜線路，常常是在電纜終端處安裝閥式避雷器。同時(shí)要將電纜終端的金屬屏蔽、鎧裝和避雷器的一端與接地裝置按要求連接起來(lái)，達(dá)到良好的電氣性能。低壓配電線路的防雷主要是在變壓器低壓側(cè)的出口處安裝低壓避雷器和跌落式熔斷器，同時(shí)變壓器的低壓側(cè)要作良好接地，并在干線和分支線終端處要重復(fù)接地，而線路較長(zhǎng)時(shí)重復(fù)接地不得少于3處。防雷接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于4Ω，重復(fù)接地裝置的接地電阻不得大于10Ω。中性點(diǎn)直接接地的低壓供配電系統(tǒng)的中性線應(yīng)在電源處接地。為防止雷電波沿線路侵入用戶時(shí)，其進(jìn)戶線的絕緣子鐵角應(yīng)接地，此接地裝置的接地電阻可為30Ω以下，這一點(diǎn)對(duì)于一戶一表改造工程中應(yīng)引起高度重視。

4.2 室內(nèi)設(shè)備的防雷

由于感應(yīng)雷和閃電電流及閃電高頻電磁場(chǎng)所形成的過(guò)電壓和過(guò)電流對(duì)室內(nèi)設(shè)備的諸如電源線路、天線、電器元件、通信線路（如光纜，電話線等）造成危害。為真正防止雷電波侵入和反擊對(duì)室內(nèi)設(shè)備的危害，工礦企業(yè)室內(nèi)的所有電氣、電子設(shè)備應(yīng)采取逐級(jí)防雷保護(hù)措施，首先做好大樓和電源進(jìn)線端的防雷接地，然后在機(jī)房和各設(shè)備端口安裝相應(yīng)的避雷器。其接地是將室內(nèi)各種柜的外皮、金屬屏與底座槽鋼用螺栓連接或可靠焊接，保證電氣連接良好，同時(shí)槽鋼應(yīng)與電纜溝內(nèi)的電纜支架用鍍鋅扃鋼焊接成一個(gè)整體，與室外接地網(wǎng)形成完整的接地大網(wǎng)。這樣就可以在發(fā)生雷擊時(shí)避免在不同金屬外殼或構(gòu)件之間出現(xiàn)暫態(tài)電位差，使得它們彼此間等電位，并維持在地電位的水平，這就是均壓措施。對(duì)于工礦企業(yè)的通訊電臺(tái)由于其必須通過(guò)信號(hào)電纜與通訊塔的天線相連，因此必須將通訊電纜的外皮做多地重復(fù)接地，并要求作等電位連接，即與大樓的接地網(wǎng)連接在一起，同時(shí)加裝避雷器。比如通訊電臺(tái)應(yīng)加串口保護(hù)器如SD25-V24/24，其它電子設(shè)備的通訊接口加裝相應(yīng)的串口保護(hù)器，也就是各種小防雷器。為防止強(qiáng)大的雷電電磁脈沖在信號(hào)線或電源線等線路上感應(yīng)出的暫態(tài)過(guò)電壓波對(duì)電子儀器和設(shè)備造成損壞，所有的信號(hào)線及低壓電源線都要采用有金屬屏蔽層的電纜，沒有屏蔽的導(dǎo)線應(yīng)穿鐵管加以屏蔽。同時(shí)將信號(hào)線或電源線的屏蔽層沿線路多點(diǎn)接地或至少應(yīng)在線路的首、末兩端接地。

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