關(guān)于防雷接地安裝的研究

【摘 要】電力系統(tǒng)的防雷接地問題是保障電力輸送的關(guān)鍵工作，有必要科學(xué)的進(jìn)行安裝。在這種背景下，本文首先探討了電力系統(tǒng)雷電危害與方式，進(jìn)而從多個(gè)方面著手，分析了電力系統(tǒng)防雷接地安裝的方式。

【關(guān)鍵詞】防雷；接地安裝；電力系統(tǒng)

1.電力系統(tǒng)雷電危害與方式

電力系統(tǒng)主要由發(fā)電、輸電、配電及負(fù)載等四個(gè)子系統(tǒng)組成。初期的變電所及輸、配電系統(tǒng)以戶外型為主，且多位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，因此易遭受雷擊的侵襲，直接或間接引起設(shè)備過電壓的絕緣破壞，影響供電質(zhì)量。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，由雷擊造成的輸電線路故障約占系統(tǒng)故障的45%～65%。目前輸電線路的防雷措施以裝設(shè)避雷針及架空地線為主，再利用下接引線，將雷擊電流導(dǎo)入接地網(wǎng)絡(luò)中，以上三者統(tǒng)稱外部防雷裝置。但對(duì)于變電所而言，外部防雷裝置是不夠的，還需要內(nèi)部防雷裝置配合。所謂內(nèi)部防雷裝置是指除外部防雷裝置外，所有為達(dá)到此目的所采用的設(shè)施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置的范疇，它包括等電位連接設(shè)施（物）、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。

當(dāng)大電流經(jīng)由接地系統(tǒng)散入大地時(shí)將會(huì)引起高電壓差，而該電壓差即是造成雷擊事故的主要成因。電壓差出現(xiàn)的形式有下列幾種：地電位涌升（Ground Potential Rise，GPR）、接觸電壓（Touch Voltage）、步間電壓（Step Voltage）及轉(zhuǎn)移電壓（Transfer Voltage）。地電位涌升指避雷設(shè)備的接地處與絕對(duì)零電位之間有接地阻抗存在時(shí)，倘如其接地阻抗過高，遇強(qiáng)大雷擊突波電流，便產(chǎn)生龐大的瞬間電壓升，稱為地電位涌升；接觸電壓指當(dāng)一個(gè)人手臂接觸已被接地的構(gòu)物時(shí)，其立足點(diǎn)的地面電位與接地電位涌升間就有一電位差，即所謂接觸電壓；步間電壓指地電位涌升對(duì)人員而言，即使人雖沒有觸及任何被接地物體的情況，兩腳跨距間的地面上就有電位差存在，即所謂步間電壓；轉(zhuǎn)移電壓指GPR 通過各種金屬路、接地線、電源線、建筑物鋼筋等導(dǎo)體，轉(zhuǎn)移至它處稱為轉(zhuǎn)移電壓。

2.電力系統(tǒng)防雷接地安裝的方式

2.1安裝的考慮因素

一是分流影響：指引下線對(duì)分流效果的影響。引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高，引下線很長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。

二是接地網(wǎng)絡(luò)：接地網(wǎng)絡(luò)也是防雷成功的重要保證之一。接地網(wǎng)絡(luò)的目的除了提供露空尖端一個(gè)低電位來(lái)吸引雷擊外，另一個(gè)作用就是要把攔截到的雷擊電流散布到較深的地層。接地網(wǎng)絡(luò)一般由接地極（接地棒、接地銅條、接地網(wǎng)、接地銅板）與接地導(dǎo)線構(gòu)成。為了順利達(dá)成接地的目的，接地網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該分散并擴(kuò)大面積才較有利于分散雷擊電流，另外接地極之間應(yīng)以導(dǎo)線連接成環(huán)狀，圍繞所保護(hù)的建筑物，如此可增加接地網(wǎng)絡(luò)面積，以便于分散雷擊電流，在分散雷擊電流與降低過壓上，接地網(wǎng)絡(luò)的外形與尺寸，是比接地極的接地阻抗更重要。

三是合理布線：指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動(dòng)力、電話、電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響，首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。此外，應(yīng)該注意電源線、天線等線路的引入做法，防止雷電波侵入。

2.2接地方式

接地的方式可分為以接地棒打入大地、埋設(shè)接地板，以及用接地線連接接地網(wǎng)等方式來(lái)連接設(shè)備，以達(dá)到所要求的接地電阻所形成的接地系統(tǒng)。

一是接地網(wǎng)接地方式。這將接地線以網(wǎng)狀型式排列，并將各交差點(diǎn)焊接，埋設(shè)于地下土壤中，再與線路鐵構(gòu)（鐵塔）以及其它電氣設(shè)備接地線連接。這種接地方式適用于電氣設(shè)備較多，且含括地區(qū)較寬廣的場(chǎng)所使用，可使全體設(shè)備獲得良好的接地，確保電氣設(shè)備的安全。變電所接地系統(tǒng)通常采用這種接地方式，接地系統(tǒng)的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)，以接地故障發(fā)生時(shí)，不致使接觸電壓（Etouch）超過限制值為原則，同時(shí)其地電位升GPR（Ground Potential Rise）也必須在限制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，而此GPR 除以接地電流（Ig），即得所需接地電阻設(shè)計(jì)值。我國(guó)電力公司大型接地系統(tǒng)的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)，一般345kV以0.1Ω為限制標(biāo)準(zhǔn)，161kV 以0.5Ω為限制標(biāo)準(zhǔn)，69kV則以5Ω為限制。標(biāo)準(zhǔn)輸電系統(tǒng)鐵塔接地系統(tǒng)也采接地網(wǎng)方式或埋設(shè)垂直型的接地棒深入土壤底層之接地棒。二是打入接地棒、埋設(shè)接地板的接地方式。另一種常用的接地方式系將一些接地棒打入地下土壤中，把各接地棒相互連接，再與設(shè)備接地線連接。這種方式的接地，與打入接地棒的長(zhǎng)度、深度及間距有關(guān)，適用于一串列設(shè)備的接地，其接地電阻的計(jì)算可根據(jù)Dweight方式求得。

2.3防雷接地一些細(xì)部做法

一是避雷帶、接地連接母線過沉降、伸縮縫安裝做法。（1）避雷帶、卡子、扁鋼應(yīng)作鍍鋅處理；（2）避雷帶、接地母線在穿過沉降縫、伸縮縫要預(yù)留出余量，避免其變形時(shí)拉斷避雷帶或接地母線；（3）避雷帶、接地母線在過沉降縫、伸縮縫時(shí)做成半圓形，既保證美觀又符合防雷接地要求。二是金屬窗戶的等電位連接細(xì)部做法。（1）連接導(dǎo)體宜暗敷，并在窗框定位后，墻面裝飾層或抹灰層施工前進(jìn)行；（2）當(dāng)窗戶靠進(jìn)鋼柱時(shí)可以將連接導(dǎo)體的一端直接焊在鋼柱上；（3）?10的金屬圓鋼與鋼筋或窗框等建筑物金屬構(gòu)件焊接長(zhǎng)度不小于60mm；（4）搭接板應(yīng)預(yù)埋，其與窗框或門框可螺栓連接或焊接；（5）金屬窗框的等電位也可從窗框的頂部或側(cè)面與圈梁或柱主筋預(yù)埋件連接，連接件可以是25*4的鍍鋅扁鋼或?10的圓鋼。

3.小結(jié)

大自然的風(fēng)雨雷電，不是我們所能控制，當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的大電流經(jīng)由接地系統(tǒng)散入大地時(shí)將會(huì)引起高電壓差，而此電壓差即是造成雷擊事故的主要成因。要克服高電壓差所造成的傷害，要從防雷措施著手，在外部防雷裝置上，要妥善裝設(shè)接閃器，并注意其有效遮蔽率；接地網(wǎng)絡(luò)則是關(guān)系著防雷功能的成敗，事實(shí)證明良好的接地網(wǎng)絡(luò)，可以快速降低電壓。

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