如何做好配電系統(tǒng)的防雷與接地

吳紹君

摘 要：雷電能夠在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大電壓，一旦配電系統(tǒng)被雷電擊中，則會(huì)遭到嚴(yán)重破壞。所以，防雷接地技術(shù)對(duì)配電系統(tǒng)保護(hù)而言具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。該文主要從雷擊現(xiàn)象及其主要危害入手，重點(diǎn)對(duì)配電系統(tǒng)接地防雷擊系統(tǒng)的主要形式進(jìn)行了分析和闡述，并有針對(duì)性地提出一系列配電系統(tǒng)的防雷與接地技術(shù)，希望給行業(yè)相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng) 防雷 接地 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0034-02

近來(lái)年，隨著國(guó)內(nèi)電網(wǎng)改造進(jìn)程的不斷加快，變配電自動(dòng)化技術(shù)得以迅猛發(fā)展。然而在實(shí)際操作過(guò)程中，很多施工單位對(duì)配電系統(tǒng)的防雷接地保護(hù)沒(méi)有給予足夠的重視，繼而引發(fā)雷電事故，導(dǎo)致部分變配電自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓情況，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。為此，做好配電系統(tǒng)的防雷與接地十分有必要。

1 雷擊現(xiàn)象及其主要危害

在自然界中，雷擊現(xiàn)象十分常見(jiàn)。大氣中存在著大量的正負(fù)電荷雷云，當(dāng)雷云與大地凸起物距離達(dá)到一定程度或者帶有異種電荷的雷云之間的距離達(dá)到一定程度之后，電場(chǎng)就會(huì)在雷云與大地凸起物之間的空間擊穿，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣體放電情況，導(dǎo)致閃電、雷鳴出現(xiàn)。在這一過(guò)程中，通過(guò)感應(yīng)雷、直擊雷以及雷電侵入波等形式，雷擊能夠?qū)θ诵笤斐蓢?yán)重?fù)p傷。此外，雷擊能夠?qū)е掳l(fā)電設(shè)備、電力線路以及電力設(shè)備等形成一種高壓沖擊，對(duì)設(shè)備絕緣層產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而形成爆炸、短路情況，甚至誘發(fā)火災(zāi)等問(wèn)題，最終導(dǎo)致配電系統(tǒng)出現(xiàn)大面積停電情況。與此同時(shí)，雷擊還能夠形成強(qiáng)大電磁推力以及電排斥力等，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞，嚴(yán)重者還會(huì)造成建筑物倒塌。

2 配電系統(tǒng)接地防雷擊系統(tǒng)的主要形式

2.1 TN-S接地防雷系統(tǒng)

在TN-S接地防雷系統(tǒng)中，其N線與PE線是相互獨(dú)立的，其中，外露能夠?qū)щ姷牟糠志桥cPE線進(jìn)行直接連接，并形成了三相五線制系統(tǒng)。就目前而言，TN-S接地防雷系統(tǒng)在整個(gè)配電系統(tǒng)應(yīng)用最為普遍，然而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，因耗材多，造價(jià)高，且將形成的三相不平衡系統(tǒng)用作單項(xiàng)使用時(shí)，極易在N相線上產(chǎn)生較高的電位。為此，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)將總開(kāi)關(guān)與末級(jí)開(kāi)關(guān)的N線斷開(kāi)，并使用兩級(jí)開(kāi)關(guān)的形式，確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這樣一來(lái)，勢(shì)必會(huì)造成投資成本的上升。

2.2 TN-C接地防雷系統(tǒng)

在TN-C接地防雷系統(tǒng)中，其N線與PE線則整合形成了一根PEN線，其中，外露能夠?qū)щ姷牟糠志桥c系統(tǒng)的PEN線進(jìn)行直接連接。因在TN-C接地防雷系統(tǒng)中，其N線是不能斷線的，所以，在進(jìn)入建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部之前，必須對(duì)者PE線或者N線采取重復(fù)接地操作。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該系統(tǒng)能夠?yàn)槿嘭?fù)荷提供一個(gè)基本平衡的運(yùn)行環(huán)境，能夠在容量相對(duì)較小的單220 V的移動(dòng)用電設(shè)備或者便攜式設(shè)備中使用。

2.3 TN-C-S接地防雷系統(tǒng)

在整個(gè)TN-C-S接地防雷系統(tǒng)中，其N線與PE線只有一部分是共同使用的，另一部分則運(yùn)用了局部保護(hù)線的形式。也就是說(shuō)，與TN-C系統(tǒng)相比，系統(tǒng)的前半部分是相同的，而系統(tǒng)的后半部分則是運(yùn)用了與TN-S系統(tǒng)相同的構(gòu)造，TN-C-S接地防雷系統(tǒng)集中了上述兩個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)。該種防雷接地設(shè)備主要對(duì)于配電系統(tǒng)的末端設(shè)備比較適用，并在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中使用的比較廣泛。所以，TN-C-S接地防雷系統(tǒng)能夠在普通民用建筑及工業(yè)企業(yè)等得以大量使用。如果在整個(gè)配電系統(tǒng)中，其負(fù)荷設(shè)置相應(yīng)的漏電開(kāi)關(guān)，并且在干線末端采用接零保護(hù)時(shí)，其對(duì)于民用住宅小區(qū)也是比較適用的。

3 配電系統(tǒng)的防雷與接地方法分析

3.1 變電所設(shè)備的防雷與接地

眾所周知，建筑物防雷是變電所設(shè)備防雷的基礎(chǔ)和前提，當(dāng)前執(zhí)行的是國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 50054-95，要求建筑物與設(shè)備都要進(jìn)行相應(yīng)的電位接地。等電位連接指的是運(yùn)用導(dǎo)體將建筑物自身以及其內(nèi)外部器件進(jìn)行焊接，有效實(shí)現(xiàn)電位相等的目的。因峰電流具有較大的強(qiáng)度，流經(jīng)之處，其電位會(huì)形成明顯上升趨勢(shì)，從而對(duì)處于大地電位四周的建筑物或者人具有產(chǎn)生明顯的旁側(cè)閃爍，對(duì)電氣設(shè)備以及人身安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。所以，在變電所設(shè)備預(yù)防雷擊的過(guò)程中，必須做好等電位連接操作。

3.1.1 所內(nèi)建筑物的防雷

建筑自帶防雷設(shè)置是建筑物配線系統(tǒng)防雷的首要關(guān)卡，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，建筑物自身防雷能力的高低對(duì)建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的安全具有決定性影響，所以需要采取合理措施，切實(shí)提升建筑物自身防雷能力和防雷水平。當(dāng)前，建筑物防雷設(shè)備主要是由網(wǎng)狀接閃器、頂部避雷帶、引下線（由建筑物結(jié)構(gòu)支柱鋼筋構(gòu)成）等幾部分構(gòu)成，其能夠?qū)⒔邮盏降睦纂娏饕脘摻罨炷林校瑥亩行鑼?dǎo)到大地中。為此，在對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)及規(guī)劃階段，就需要對(duì)網(wǎng)狀閃接器、引下線與接地體的鋼筋位置及連接網(wǎng)絡(luò)等方面予以全面考慮，盡可能地形成“法拉第籠”模式的避雷原理。就目前來(lái)說(shuō)，防雷網(wǎng)與建筑物鋼筋混凝土的有效結(jié)合是國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為的一種比較經(jīng)濟(jì)的方式，具有較強(qiáng)的可行性。所以，在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)講室內(nèi)外連接到各個(gè)梁、柱以及各層樓板的鋼筋留出一定的余地，以供焊接。

3.1.2 室外設(shè)備的防雷

為避免遭到直擊雷的襲擊，可以在計(jì)算器的保護(hù)范圍內(nèi)，在建筑體外安裝相應(yīng)的避雷設(shè)備。同時(shí)，針對(duì)室外的變壓器及架構(gòu)母線，可以增加一接地網(wǎng)操作，確保設(shè)備電位的一致性。為防止雷擊產(chǎn)生過(guò)電壓，還需要采取合理措施，嚴(yán)把電氣設(shè)備采購(gòu)、出廠的質(zhì)量關(guān)，為確保設(shè)備絕緣水平能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有效降低雷擊的次數(shù)。

3.2 計(jì)算機(jī)、通訊等自動(dòng)化設(shè)備的防雷接地

在現(xiàn)代建筑物內(nèi)部，以計(jì)算機(jī)為代表的電子設(shè)備必須要與通訊塔上的天線進(jìn)行連接，從而確保通訊暢通提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。所以，作為連接使用的電纜外皮要與大地相連接，并與整棟建筑的接地網(wǎng)形成等電位系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：第一，將各個(gè)獨(dú)立的接地電網(wǎng)進(jìn)行有效連接，并成為一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)接地結(jié)構(gòu)是確保建筑物內(nèi)部電子設(shè)備防雷接地的關(guān)鍵；第二，將建筑物內(nèi)部的電子、電氣設(shè)備予以分級(jí)操作，并逐級(jí)進(jìn)行防雷保護(hù)，其中建筑物語(yǔ)電源的防雷接地最為關(guān)鍵，機(jī)房及各個(gè)設(shè)備端口的防雷接地處于次要位置。只有采取嚴(yán)密的接地與防雷保護(hù)措施，才能有效防止雷電波的侵入。

3.3 防雷接地系統(tǒng)施工質(zhì)量管理

就目前而言，在進(jìn)行防雷接地系統(tǒng)施工的過(guò)程中，電力施工單位多數(shù)使用的是臨時(shí)工人，相對(duì)穩(wěn)定的且技術(shù)熟練的工人嚴(yán)重匱乏，這就給施工單位防雷與接地系統(tǒng)管理帶來(lái)一定困難。為此，需要采取以下幾種措施，有效提升系統(tǒng)施工質(zhì)量管理水平：第一，建立健全“三檢”制度，為施工質(zhì)量管理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；第二，施工質(zhì)量檢驗(yàn)人員應(yīng)在大量實(shí)踐中有效提升自身專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，對(duì)防雷接地施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范予以熟練掌握，努力學(xué)習(xí)和掌握最新的理論和技術(shù)，針對(duì)配電設(shè)計(jì)中不科學(xué)、不合理的地方應(yīng)大膽提出自己的看法，并采取合理措施加以完善。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，配電系統(tǒng)的防雷與接地工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在具體施工中應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、氣候條件以及電氣設(shè)備使用要求等方面予以綜合考慮，并采取多種防雷技術(shù)方式，切實(shí)提升系統(tǒng)防雷水平，為確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

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