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)生強大電壓，一旦配電系統(tǒng)被雷電擊中，則會遭到嚴重破壞。所以，防雷接地技術(shù)對配電系統(tǒng)保護而言具有十分重要的現(xiàn)實意義。該文主要從雷擊現(xiàn)象及其主要危害入手，重點對配電系統(tǒng)接地防雷擊系統(tǒng)的主要形式進行了分析和闡述，并有針對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：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0034-02

近來年，隨著國內(nèi)電網(wǎng)改造進程的不斷加快，變配電自動化技術(shù)得以迅猛發(fā)展。然而在實際操作過程中，很多施工單位對配電系統(tǒng)的防雷接地保護沒有給予足夠的重視，繼而引發(fā)雷電事故，導致部分變配電自動化系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓情況，造成嚴重經(jīng)濟損失。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。大氣中存在著大量的正負電荷雷云，當雷云與大地凸起物距離達到一定程度或者帶有異種電荷的雷云之間的距離達到一定程度之后，電場就會在雷云與大地凸起物之間的空間擊穿，進而產(chǎn)生強烈的氣體放電情況，導致閃電、雷鳴出現(xiàn)。在這一過程中，通過感應(yīng)雷、直擊雷以及雷電侵入波等形式，雷擊能夠?qū)θ诵笤斐蓢乐負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，對設(shè)備絕緣層產(chǎn)生直接影響，進而形成爆炸、短路情況，甚至誘發(fā)火災等問題，最終導致配電系統(tǒng)出現(xiàn)大面積停電情況。與此同時，雷擊還能夠形成強大電磁推力以及電排斥力等，對建筑物結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞，嚴重者還會造成建筑物倒塌。

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線是相互獨立的，其中，外露能夠?qū)щ姷牟糠志桥cPE線進行直接連接，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)在整個配電系統(tǒng)應(yīng)用最為普遍，然而在實際應(yīng)用過程中，因耗材多，造價高，且將形成的三相不平衡系統(tǒng)用作單項使用時，極易在N相線上產(chǎn)生較高的電位。為此，在具體設(shè)計過程中，應(yīng)將總開關(guān)與末級開關(guān)的N線斷開，并使用兩級開關(guān)的形式，確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這樣一來，勢必會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，在進入建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部之前，必須對者PE線或者N線采取重復接地操作。在實際應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)能夠為三相負荷提供一個基本平衡的運行環(huán)境，能夠在容量相對較小的單220 V的移動用電設(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，另一部分則運用了局部保護線的形式。也就是說，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)集中了上述兩個系統(tǒng)的特點。該種防雷接地設(shè)備主要對于配電系統(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。如果在整個配電系統(tǒng)中，其負荷設(shè)置相應(yīng)的漏電開關(guān)，并且在干線末端采用接零保護時，其對于民用住宅小區(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，當前執(zhí)行的是國家強制標準GB 50054-95，要求建筑物與設(shè)備都要進行相應(yīng)的電位接地。等電位連接指的是運用導體將建筑物自身以及其內(nèi)外部器件進行焊接，有效實現(xiàn)電位相等的目的。因峰電流具有較大的強度，流經(jīng)之處，其電位會形成明顯上升趨勢，從而對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，對電氣設(shè)備以及人身安全構(gòu)成嚴重威脅。所以，在變電所設(shè)備預防雷擊的過程中，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，在實際應(yīng)用過程中，建筑物自身防雷能力的高低對建筑物內(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，切實提升建筑物自身防雷能力和防雷水平。當前，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?，從而有效疏導到大地中。為此，在對建筑工程設(shè)計及規(guī)劃階段，就需要對網(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。就目前來說，防雷網(wǎng)與建筑物鋼筋混凝土的有效結(jié)合是國內(nèi)外普遍認為的一種比較經(jīng)濟的方式，具有較強的可行性。所以，在對建筑物進行設(shè)計的過程中，應(yīng)講室內(nèi)外連接到各個梁、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，可以在計算器的保護范圍內(nèi)，在建筑體外安裝相應(yīng)的避雷設(shè)備。同時，針對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)生過電壓，還需要采取合理措施，嚴把電氣設(shè)備采購、出廠的質(zhì)量關(guān)，為確保設(shè)備絕緣水平能夠達到國家標準要求打下堅實基礎(chǔ)，有效降低雷擊的次數(shù)。

3.2 計算機、通訊等自動化設(shè)備的防雷接地

在現(xiàn)代建筑物內(nèi)部，以計算機為代表的電子設(shè)備必須要與通訊塔上的天線進行連接，從而確保通訊暢通提供了強有力的技術(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)。具體來說，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：第一，將各個獨立的接地電網(wǎng)進行有效連接，并成為一個完整的網(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)備予以分級操作，并逐級進行防雷保護，其中建筑物語電源的防雷接地最為關(guān)鍵，機房及各個設(shè)備端口的防雷接地處于次要位置。只有采取嚴密的接地與防雷保護措施，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，在進行防雷接地系統(tǒng)施工的過程中，電力施工單位多數(shù)使用的是臨時工人，相對穩(wěn)定的且技術(shù)熟練的工人嚴重匱乏，這就給施工單位防雷與接地系統(tǒng)管理帶來一定困難。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)量管理打下堅實基礎(chǔ)；第二，施工質(zhì)量檢驗人員應(yīng)在大量實踐中有效提升自身專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，對防雷接地施工及驗收標準和規(guī)范予以熟練掌握，努力學習和掌握最新的理論和技術(shù)，針對配電設(shè)計中不科學、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

總而言之，配電系統(tǒng)的防雷與接地工程是一項復雜的系統(tǒng)工程，在具體施工中應(yīng)對施工現(xiàn)場地質(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，切實提升系統(tǒng)防雷水平，為確保整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性提供強有力的技術(shù)支撐。

參考文獻

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