淺談工廠供電的防雷和接地

摘 要：本文講述了工廠供電的防雷設(shè)備，防雷保護(hù)措施，接地與接地裝置。

關(guān)鍵詞：防雷設(shè)備；防雷保護(hù)措施；接地與接地裝置

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 20-0000-01

過(guò)電壓是指在電氣設(shè)備或線路上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作要求并對(duì)其絕緣構(gòu)成威脅的電壓，分內(nèi)部過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓是由于電力系統(tǒng)正常操作，事故切換，發(fā)生故障或負(fù)荷突變時(shí)引起的過(guò)電壓，可分為操作過(guò)電壓，弧光接地過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓。

一、防雷

（一）防雷設(shè)備。防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器，引下線和接地裝置。其中，接閃器就是專門(mén)用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃器的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線，主要用于保護(hù)輸電線路；接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)，主要用于保護(hù)建筑物。避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過(guò)電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。

（二）防雷保護(hù)措施。（1）架空線路的防雷保護(hù)。1）架設(shè)避雷線。這是線路防雷的有效措施，但成本較高，因此只在66kV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)；2）提高線路本身的絕緣水平。在線路上采用瓷橫擔(dān)代替鐵橫擔(dān)，改用高一絕緣等級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10kV及以下架空線路防雷的基本措施；3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線。由于3～10kV的線路其中性點(diǎn)通常是不接地的，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過(guò)其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，一般不會(huì)引起線路斷路器跳閘；4）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間后自動(dòng)重合閘，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對(duì)一般用戶不會(huì)有什么影響；5）加強(qiáng)對(duì)絕緣薄弱點(diǎn)的保護(hù)。對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，可裝設(shè)管形避雷器或保護(hù)間隙加以保護(hù)；6）絕緣子鐵腳接地。對(duì)于分布廣密的用戶低壓線路及接戶線的絕緣子鐵腳宜接地，當(dāng)其上落雷時(shí)，就能通過(guò)絕緣子鐵腳放電，把雷電流泄入大地而起到保護(hù)作用。（2）變配電所的防雷保護(hù)。1）裝設(shè)避雷針。室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來(lái)防護(hù)直接雷擊。2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器，這主要用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地；3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器。這主要用在多雷區(qū)用來(lái)防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。

二、電氣裝置的接地

（一）接地概述。（1）接地與接地裝置。電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門(mén)為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過(guò)接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來(lái)的一個(gè)整體，稱為接地網(wǎng)。（2）應(yīng)實(shí)行接地或接零的設(shè)備。凡因絕緣損壞而可能有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備及電氣裝置的金屬外殼和框架均應(yīng)可靠接地或接零。

（二）接地電阻

接地體與土壤之間的接觸電阻及電阻之和稱為散流電阻；散流電阻加接地體和接地線本身的電阻稱為接地電阻。

1.確定接地電阻。按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：

2.接地裝置初步方案。按三類防雷建筑物設(shè)防，屋面避雷帶及支持卡用Φ10鍍鋅圓鋼制作，卡間距一米，與柱內(nèi)兩根Φ16鋼筋焊接，形成完整的電氣通路，接地極40×4鍍鋅扁鋼，與作為引下線的柱內(nèi)四根Φ12鋼筋焊接，形成完整的電氣通路。繞房一周，深埋一米，距地1.8米設(shè)測(cè)試卡，高低壓開(kāi)關(guān)柜，電纜支架，設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)與接地網(wǎng)可靠連接。采用強(qiáng)弱電聯(lián)合接地系統(tǒng)，接地電阻不大于4歐。所以進(jìn)出本建筑物的金屬管道均應(yīng)做總等電位聯(lián)接，并應(yīng)與接地網(wǎng)可靠連接（不少于兩點(diǎn)）?，F(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所2～3m，打入一圈直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm2的扁鋼焊接。

3.計(jì)算單根鋼管接地電阻。查相關(guān)資料得土質(zhì)的ρ=200Ω/m，則單根鋼管接地電阻Re（1）≈100Ω/m/2.5m=80Ω。

4.確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案。根據(jù)Re（1）/Re=80/5=16。但考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選24根直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管作接地體。以n=24和a/l=3再查有關(guān)資料可得ηE=0.70。因此可得： 。

考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選24根直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管作接地體，管間距7.5m，用40×4mm2的扁鋼連接，環(huán)形布置，附加均壓帶。

參考文獻(xiàn)：

[1]王成洋.論工廠供電系統(tǒng)的防雷?接地保護(hù)及電氣安全[J].軟件，2013（11）.