對空分裝置低壓系統雷擊線路故障的分析

摘要：雷電災害是一種不可抗拒的自然性災害，也是最嚴重的自然災害之一，造成人員傷亡、財產損失。空分裝置也不例外，每年都會發生因雷擊線路故障造成空分裝置停車，給用戶造成巨大經濟損失。雷電災害雖然是不可避免的自然災害，但采取與不采取措施以及措施科學與否，其后果大不相同。空分裝置系統通過一系列科學有效的防雷措施，能使整個系統長期穩定運行，給用戶帶來實實在在的效果。

關鍵詞：空分裝置 低壓系統 雷擊線路故障 分析

中圖分類號：TQ05 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

1、概 述

空分裝置廣泛應用于鋼鐵、冶金、石油化工、煤化工等國民經濟重要行業中，隨著成套空分裝置國產化程度的提高，對我國經濟發展做出了重大貢獻。由于空分裝置具有大型化、生產過程高度的連續性、工藝過程和輔助系統龐大復雜、生產過程自動化程度高等特點，所以空分系統的長期穩定運行至關重要。低壓系統防雷在空分系統長期穩定運行中顯的尤為重要。

2、防雷原理

2.1針對雷電的特點及浪涌過電壓對二次系統設備的侵入途徑，結合空分系統設備的性能參數和防雷安全要求，綜合運用接閃、分流、屏蔽、等電位連接、合理布線、接地等成熟的防雷技術，建立完整可靠的防雷安全網絡，分流浪涌電流、抑制瞬態過電壓、隔離電磁干擾，從而達到防雷安全的目的。

2.2根據被保護設備的耐壓等級，進行分級防雷：

第一級防雷：在低壓進線處安裝一級浪涌保護器，通過大通流容量的浪涌保護器，將大部分的浪涌能量泄入大地。

第二級防雷：在各個饋線柜處安裝二級浪涌保護器進一步泄放雷電能量的同時，大幅度降低過電壓幅值。

第三級防雷：在精密設備前端加裝三級浪涌保護器，對各個設備進行精細防護，以保護設備的正常運行。

通過以上的防雷措施，通常情況下可以保證空分系統各用電設備的正常運行。但是在實際情況下，一些企業空分裝置每年還會因雷擊造成低壓線路故障，進而造成整個空分系統停車，給企業帶來巨大經濟損失。那么到底是什么原因造成的呢，下面通過某化工企業空分系統低壓線路故障情況來分析與探討：

2.3線路故障情況分析表

從上述的統計表可見，雷擊線路故障達41次，占到總故障率的51.3%，是造成線路故障的主要原因。針對雷擊影響故障高這一問題進行具體分析，對造成這一結果的各種原因進行了討論，確定因素如下：

雷電天氣人員操作不當；技術管理不到位；老化及失效的SPD未及時更換；受損設備本身質量問題；使用的SPD產品質量不合格；SPD安裝工藝不規范；接地電阻不達標；雷暴日偏多；用電環境復雜，操作過電壓多等等。綜上分析，根據現場實際情況確定了三條主要原因：SPD處接地引下線安裝不規范；接地電阻不達標 ；所使用的SPD質量差、數量少，且安裝位置不合理。現場圖片如下：

針對以上問題進行對策實施：

實施一：改進接地引下線

SPD安裝處接地引下線安裝不規范，導電性差。針對該問題征求了該企業相關負責人的意見，經過我們前往現場調研，認真分析討論，進行了改進方案施工。改進原則：所有SPD的接地端子應以最短的引線連接到接地母排上，部分特殊情況，則采用凱文式接線。

實施二：整改接地電阻值

施工單位責任心不強、偷工減料，接地極安裝不夠，加之當地土壤電阻率高，接地電阻經常發生達不到要求的現狀。經過接地電阻整改工作，通過討論發現采用延長接地線、增加接地極、添加降阻劑等方法可有效降低接地電阻。

實施三：更換劣質產品，并在相關位置加裝SPD

劣質的SPD，其產品老化快、殘壓高、性能差；老化失效的SPD，則需要盡快更換，以免其成為故障點。針對此情況，在其整個廠區的劣質以及老化失效SPD進行更換，并在相應位置加裝浪涌保護器以達到防護效果。

3.結語：

通過上述措施的實施，可以達到以下效果。

1、規范了廠區所有引下線的安裝，使其皆達到設計要求，要求所有SPD接地線均小于0.5m或采用凱文式接法，達標率為100%

2、測量所有整改處的接地電阻值，要求目標值為4Ω，達標率為100%。

3、更換了廠區所有的劣質以及老化SPD，并且在相關位置加裝合格SPD，要求對感應雷的防護率達95%以上。

4、經過改造后空分系統低壓線路故障率明顯減少，空分系統整體運行狀況良好，給用戶帶來了明顯的經濟效益。

參考文獻：

[1]李杰，王世盛.空分設備防雷措施[J].河南科技，2014（06）下.

[2]GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》[S].

[3]GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》[S].

作者簡介：李慶祥，男，2012年6月畢業于河南理工大學電氣工程及其自動化專業，現任職于河南能源開封空分集團設計研究院從事電氣控制設計工作。