淺談防雷裝置及接地常用降阻措施

謝娟

摘要：雷電是一種自然現(xiàn)象，對建筑物和電力系統(tǒng)的損壞非常巨大，雷電在放電過程中產(chǎn)生高電壓和大電流，對電力設(shè)備的絕緣產(chǎn)生了巨大的影響。對于不同的雷電形式，采取的防御措施也各不相同。而變電站的接地主要是為了安全考慮而設(shè)計(jì)的，接地的合理性決定了人身和電氣設(shè)備的安全。本文主要就目前現(xiàn)有的防雷裝置和接地常用降阻措施進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：防雷；裝置；降阻措施

變電所防雷裝置種類繁多，但是常用的防雷裝置主要有避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶以及避雷器比較常見，避雷針主要是對整個(gè)變電站的建筑物實(shí)施防雷，避雷線主要是對高壓輸電線路以及進(jìn)出變電所的線路實(shí)施防雷保護(hù)，而避雷網(wǎng)和避雷帶也同樣是對建筑物防雷，避雷器主要對電力設(shè)備實(shí)施防雷保護(hù)的。

一、防雷裝置探究

無論哪種防雷裝置，總體上都是由三大部分組成分別稱為接閃器、引下線和接地裝置三部分。接閃器主要是接受雷擊的部件，一般突出于建筑物或建筑物的金屬屋頂都可做接閃器，主要是把雷電引向自身，通過自身放電保護(hù)周圍建筑物的，例如避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶突出上面的部分都稱為接閃器。引下線主要作用是通過雷電流，保證雷電流通過時(shí)不至于融化引下線，一般用直徑不小于10mm的圓鋼或截面不小于80mm2 的扁鋼制成。接地裝置指的是埋在地下的部分，防雷裝置的接地裝置與一般的接地裝置基本相同，所不同的是防雷裝置的接地體更大。

1、避雷針

避雷針也稱為引雷針，主要是把雷電引向自身，通過自身放電保護(hù)建筑物，避雷針高于被保護(hù)建筑物，避雷針保護(hù)建筑物的大體范圍。一般稱避雷針的保護(hù)范圍為傘狀保護(hù)，避雷針在雷云的作用下，其頂端電場強(qiáng)度最大，所以吸引雷電流過來通過避雷針放電，之后通過引下線和接地體把雷電流泄入大地，保護(hù)建筑物安全。

2、避雷線

輸電線路由于在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位，一旦電力線路出現(xiàn)故障，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和設(shè)備的損壞。避雷線的保護(hù)范圍比避雷針略小一些，避雷線也需要接地，所以稱為架空地線。避雷線主要用于架空高壓重要輸電線路的直擊雷防護(hù)。

3、避雷帶和避雷網(wǎng)

避雷帶和避雷網(wǎng)安裝于建筑物的突出部分，如屋脊，或者建筑物的邊緣部分，如屋檐，對于建筑物實(shí)施防雷保護(hù)，也需要通過接地裝置與大地做良好的電氣連接。

4、避雷器

雖然避雷針和避雷線有效的防止了直擊雷的作用，可是由于輸電線路較長，還是可能會有雷電侵入波進(jìn)入變電所危及變電所內(nèi)的電氣設(shè)備的安全，避雷器主要作用是對電力設(shè)備實(shí)施防雷保護(hù)，避雷器在沒有雷電時(shí)，也就是系統(tǒng)正常工作時(shí)，避雷器相當(dāng)于斷開的回路，并不導(dǎo)通，只有當(dāng)雷電的過電流或過電壓侵入時(shí)，才會使避雷器的火花間隙被擊穿，從而導(dǎo)通，把雷電的過電流泄露到大地中去，使其對地放電，保證電力設(shè)備的安全，而雷電流過后，即放電結(jié)束后，避雷器會自行斷開，恢復(fù)初始狀態(tài)，電力系統(tǒng)自動恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

二、接地及常用的降阻措施

接地系統(tǒng)中主要包含兩部分，分別稱為接地體和接地線，接地體是指直接埋入土壤中的部分，而接地線指的是連接接地體和設(shè)備的部分。接地系統(tǒng)中包括接地干線和支線。把多個(gè)接地體組成的接地系統(tǒng)稱為接地網(wǎng)。

大地在沒有電流流過的時(shí)候通常被認(rèn)為是零電位的，所以我們認(rèn)為接地的時(shí)候電位為0，這也就是安全的電位，接地的概念就是指使接地裝置始終保持零電位，也就保證了人身意外碰觸設(shè)備外殼時(shí)的危險(xiǎn)性。當(dāng)然，也有一定的電阻率，流進(jìn)大地的電流會沿著接地體呈球面的形狀向四周擴(kuò)散。系統(tǒng)采取良好接地的目的可以泄放故障電流，另外也可以防止接觸電壓和跨步電壓觸電，接觸電壓是指被保護(hù)設(shè)備外殼意外帶電，而人不小心觸及設(shè)備外殼造成的觸電事故，而跨步電壓觸電指的是在接地體或意外垂到地面的導(dǎo)線附近行走時(shí)，兩個(gè)腳之間形成的電位差，造成人身的觸電，一般來說，超過接地體20m的位置認(rèn)為電位為0。是安全的地方，不能靠近接地體20m以內(nèi)的地方，所以接地體不能敷設(shè)到人或動物經(jīng)常行走的位置。

1、變電站接地的分類

變電站接地比較常見的有三種分別為：工作接地、保護(hù)接地和防雷接地，有的詳細(xì)劃分也包括靜電接地及防腐接地等等。

（1）工作接地：三相電力系統(tǒng)的連接方式有星形連接和三角形連接，當(dāng)電源如果采用星形連接的時(shí)候，會有一個(gè)中性點(diǎn)的存在，中性點(diǎn)可以引出接地，也可以不接地。

（2）保護(hù)接地

把電氣設(shè)備裸露的金屬外殼通過接地線接入接地體，主要是為了人身安全而設(shè)置的，它在設(shè)備外殼故障時(shí)才發(fā)揮作用，正常運(yùn)行時(shí)是對系統(tǒng)沒有影響的。

（3）防雷接地

為了泄放雷電流而設(shè)置的接地體，防雷接地電阻值也不能過高，防止泄放雷電流的時(shí)候地電位的升高。

2、變電站接地裝置的敷設(shè)要求

接地體和接地線構(gòu)成了變電站的接地裝置，對于接地體而言，主要包括兩種，自然接地體和人工接地體。當(dāng)自然接地體滿足接地電阻的阻值要求和熱穩(wěn)定要求時(shí)，可以不專門裝設(shè)人工接地體，自然接地體的好處是比人工接地體投資小很多，一般來說，建筑物埋設(shè)與地下的鋼筋結(jié)構(gòu)，埋設(shè)在地下的金屬水管、井管等等，但是不能是輸送可燃性或爆炸性的管道，當(dāng)自然接地體不滿足要求時(shí)，必須裝設(shè)人工接地體。接地體內(nèi)部的連接需要進(jìn)行焊接以保證連接的可靠性。人工接地體一般采用圓鋼或角鋼，不能埋設(shè)在垃圾處或有腐蝕性場所的地方，如果不得不這樣做，需要采用換土的方法來進(jìn)行處理。同理接地線也分為人工接地線和自然接地線兩種，選擇的方法與接地體的選擇類似。接地裝置的埋設(shè)常見的有兩種，垂直埋設(shè)的接地體和水平埋設(shè)的接地體。

3、降低土壤電阻率的措施

采用外引式接地裝置：采用的具體方案是將接地體的位置引到接地電阻率較低的地方，如水庫邊、井邊或大樹等附近。或在水底敷設(shè)接地裝置，降低電阻率。

降阻措施的選擇不是單一的，在一套系統(tǒng)中，可以采用多種方法并用，把接地電阻降到理想的范圍內(nèi)。

結(jié)束語

本文介紹了常用的防雷保護(hù)設(shè)備的組成及原理，給出了防護(hù)方案，介紹了變電所接地設(shè)計(jì)中的基本概念及接地電阻的設(shè)計(jì)并給出了常用的降阻措施。但防雷還存在許多尚待完善的地方，如隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，建筑自動化程度越來越高，對防感應(yīng)雷的要求越來越高，單一的防雷技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。隨著科技的發(fā)展，隨著人們對防雷技術(shù)的進(jìn)一步重視，日后必將會出現(xiàn)更有效、更經(jīng)濟(jì)的防雷技術(shù)。

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