電力配電網(wǎng)的防雷接地設(shè)計(jì)相關(guān)問題的分析

于振國

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局 云南省昆明市 650000）

電力行業(yè)近年來的發(fā)展十分突出，在電力企業(yè)服務(wù)廣大人們?nèi)罕姾透鱾€(gè)單位用電需求過程中，配電網(wǎng)建設(shè)是非?；A(chǔ)而必要的環(huán)節(jié)，因此相關(guān)部門對(duì)于配電網(wǎng)建設(shè)也給予了更多關(guān)注。解決配電網(wǎng)雷電災(zāi)害時(shí)目前急需探討的難題之一，由于配電網(wǎng)會(huì)受到內(nèi)部因素和外部因素的諸多影響，有效開展雷電災(zāi)害的預(yù)防和處理能夠提升配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，所以開展防雷接地設(shè)計(jì)工作具有非常關(guān)鍵的作用。

1 電力配電網(wǎng)中防雷接地設(shè)計(jì)

配電網(wǎng)項(xiàng)目工程是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容，電力相關(guān)單位對(duì)其給予特別關(guān)注，就目前我國配電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)情況來看，電力事故發(fā)生頻率依然比較高，這對(duì)于我國電網(wǎng)供電穩(wěn)定性和可靠性影響具有較大影響。首先，電力系統(tǒng)在配電網(wǎng)體系當(dāng)中能夠發(fā)揮載體作用，并且具有直接性，能夠有效的保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常運(yùn)行，可以說配電網(wǎng)是電力運(yùn)行的根本。想要維持建設(shè)電力系統(tǒng)能夠提供更加高質(zhì)量的服務(wù)，就必須保證配電網(wǎng)的安全系數(shù)和可靠性，但是就目前情況來看，包括自身因素和客觀因素在內(nèi)的諸多原因會(huì)造成電力系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性，較為常見的問題包括自然老化、人為破壞、安裝缺乏規(guī)范性等，這些問題是引起電力設(shè)備損壞的主要原因，各種導(dǎo)致電力系統(tǒng)停止運(yùn)行的故障頻繁發(fā)生。隨著問題的愈發(fā)突出，電力相關(guān)部門已經(jīng)逐漸提升了對(duì)配電網(wǎng)當(dāng)中防雷接地設(shè)計(jì)工作的重要性認(rèn)識(shí)，也加大了對(duì)此方面的研究力度。經(jīng)過一段的深入研究發(fā)現(xiàn)可以利用加裝浪涌保護(hù)器、避雷設(shè)備等防雷設(shè)備來降低雷電災(zāi)害的發(fā)生概率，大大提升了配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性；其次，我國部分配電網(wǎng)工程中已經(jīng)將加裝防雷設(shè)備作為一項(xiàng)工作內(nèi)容，但是在應(yīng)用之后無法徹底的排除雷擊故障的出現(xiàn)，甚至一些工程項(xiàng)目在安裝防雷設(shè)備之后仍然因雷電災(zāi)害導(dǎo)致部分設(shè)備損壞，這樣看來即時(shí)安裝防雷設(shè)備，配電網(wǎng)也存在被雷電損壞的風(fēng)險(xiǎn)，防雷效果并不理想，因此相關(guān)部門也在深入的研究能夠更好改善雷擊災(zāi)害問題的措施。解決問題首先要探尋引發(fā)問題的主要原因，在全面、客觀分析后，發(fā)現(xiàn)引起配電網(wǎng)雷擊事故高發(fā)的主要原因包括，配電網(wǎng)設(shè)計(jì)運(yùn)行缺乏合理性、避雷針接地問題未解決、后期運(yùn)營及維護(hù)工作不到位、避雷問題和防雷性能不符等，最為突出的問題為避雷器接地問題[1]。

2 目前電力配電網(wǎng)中存在的具體防雷接地問題

圖1：單根避雷針防雷范圍說明

圖2：雙根避雷針防雷范圍說明

圖3：高、低壓分開接地防雷設(shè)計(jì)

圖4：變壓器防雷設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國避雷技術(shù)水平也在逐步提升，在眾多避雷技術(shù)的輔助之下，想要有效保證防雷效果，也必須要從提升防雷接地設(shè)計(jì)裝置合理性入手，在避雷技術(shù)當(dāng)中避雷器接地屬于非常關(guān)鍵的內(nèi)容之一，也是優(yōu)化各種避雷技術(shù)避雷效果的基礎(chǔ)。當(dāng)配電網(wǎng)運(yùn)行期間出現(xiàn)雷擊事故時(shí)，所配備的防雷接地設(shè)計(jì)設(shè)備會(huì)立即把雷電產(chǎn)生的電荷向地面?zhèn)鲗?dǎo)，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)電荷的釋方，所釋放的電荷會(huì)與地面存在的異性電荷記性中和，最終防止雷電事故災(zāi)害發(fā)生，影響電力配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性以及人們正常生活和生產(chǎn)的用電需求。通常情況來說，接地系統(tǒng)是以地下埋設(shè)的形式存在，所以很多不利因素會(huì)導(dǎo)致接地系統(tǒng)受損或發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。與此同時(shí)，由于接地系統(tǒng)的特殊性，很難對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行定期、有效的監(jiān)察和更換，所以部分企業(yè)為能夠降低工作難度、節(jié)省工作成本忽略了配電網(wǎng)防雷接地設(shè)計(jì)工作，后期的維護(hù)和檢查工作也不到位，這位雷電災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造了有利環(huán)境，主要的問題包含以下兩個(gè)方面，一方面是配電網(wǎng)避雷器接地引下線的相關(guān)問題，在避雷器設(shè)備中接地引下線發(fā)揮著重要作用，這一部分基本是由絕緣外皮包裹的鉛線構(gòu)成，這種情況下當(dāng)內(nèi)部鉛線折斷或手段，就很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并且需要花費(fèi)大量的時(shí)間來確認(rèn)出現(xiàn)問題的具體位置，加之各個(gè)接線連接處很容易發(fā)生腐蝕情況，因此會(huì)導(dǎo)致接地線路無法發(fā)揮實(shí)際的功能和效果[2]。除此之外，電力企業(yè)及相關(guān)部門對(duì)于這一問題的重視程度不夠，沒有對(duì)接地情況進(jìn)行定期檢查，無法實(shí)時(shí)掌握接地線的實(shí)際情況，所以不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)無法發(fā)揮作用的避雷器設(shè)備；另一方面電力配電網(wǎng)避雷器接地電阻的相關(guān)問題，在包括場地和自然條件等各種客觀因素的限制下，我國大多數(shù)配電網(wǎng)中所使用的避雷設(shè)備都存在電阻抄表的問題，使用這種缺乏規(guī)范性的避雷器設(shè)備，很可能會(huì)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，降低防雷系統(tǒng)發(fā)揮防雷作用。電力配電網(wǎng)中其他電子設(shè)備的防雷與接地，離不開建筑物的防雷，按照最新的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB50054-95，對(duì)建筑物與設(shè)備的防雷接地應(yīng)采用等電位連接，而不是傳統(tǒng)上分別做獨(dú)立的接地網(wǎng)。所謂等電位連接，就是把建筑物本身和其內(nèi)外各種導(dǎo)電物用導(dǎo)體(電氣上)焊接起來，以保證等電位。由于雷電流峰值非常大，流經(jīng)之處都立即升至很高的電位(相對(duì)于大地而言)，因此對(duì)于附近尚處在大地電位的電氣、電子設(shè)備和人產(chǎn)生旁側(cè)閃爍，容易引起設(shè)備和人身事故。所以等電位連接是防雷的關(guān)鍵措施之一。單根和雙根避雷針防雷范圍說明如圖1 和圖2 所示。

3 有效改善電力配電網(wǎng)中防雷接地設(shè)計(jì)的相關(guān)建議

優(yōu)化電力配電網(wǎng)防雷接地施工方法設(shè)計(jì)是能夠保證防雷接地設(shè)計(jì)有效性的重要措施，從某種程度來說雷擊事故發(fā)生概率取決于配電網(wǎng)防雷接地設(shè)計(jì)方法是否合理、科學(xué)，按照相關(guān)理論和標(biāo)準(zhǔn)來看，在防雷設(shè)計(jì)過程中必須要嚴(yán)格的根據(jù)實(shí)際情況來展開管理和控制。防雷接地施工項(xiàng)目開展之前，必須要做好前期的準(zhǔn)備工作，最為關(guān)鍵的是要仔細(xì)、全面的勘察施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，并掌握地形地貌、地質(zhì)條件、自然氣候等具體信息，將所獲得的信息與實(shí)際施工現(xiàn)場情況進(jìn)行匯總后，以施工需求為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)具體的接地孔位、連接導(dǎo)體溝槽等位置。所制定的施工計(jì)劃、施工方法也要具有合理性和科學(xué)性，從配電網(wǎng)防雷接地的自身特征出發(fā)，選擇最為合理的施工方式，以此來保證接地設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮預(yù)期的效果，在目前的配電網(wǎng)防雷接地施工設(shè)計(jì)過程中，一下兩種方法的效果較為理想[3]。

3.1 熱鍍角鋼接地方法

其作為傳統(tǒng)形式的接地處理措施，開展人工接地極施工過程中，需要進(jìn)行焊接操作，在這之前應(yīng)該提前完成地溝的挖掘工作，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工情況來確定地溝的具體寬度和深度。在設(shè)置人工接地體垂直地級(jí)與水平地極時(shí)，要利用符合規(guī)范的熱鍍鋅角鋼和熱鍍鋅圓鋼。根據(jù)一般工程項(xiàng)目的要求，垂直接地極必須要埋設(shè)在大于0.5 米的位置，且各個(gè)垂直接地之間要保持4 米以上的間隔距離。埋設(shè)垂直接地時(shí)需要利用大錘進(jìn)行捶打操作，這種方法能夠延長垂直接地的使用期限，其適用范圍為場地開闊、便于挖掘的區(qū)域。

3.2 銅包鋼與鍍鎳锘合金銅包鋼接地極方法

這種方法的優(yōu)勢(shì)在于效率較高，在向地下安置期間需要一根一根依次打入，需要使用特殊的地級(jí)套筒進(jìn)行操作，其施工過程和方法類似于防雷接地中的深井施工方法。目前很多施工項(xiàng)目中應(yīng)用這種方法，不僅可以大大降低挖掘工作的工作量，而且該材料的耐腐蝕性也能更好的防止接地設(shè)備受損。所使用的鍍銅鋼棒和鍍鎳锘合金材料，在受到電力中趨附作用之后，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)將電流進(jìn)行分散，雖然這種方法施工速度快，使用效果好，但是在使用場地上有一定的限制，在一些難以開展挖掘工作的場地內(nèi)更適合應(yīng)用[4]。

4 對(duì)電力配電網(wǎng)中防雷接地設(shè)計(jì)的具體要求

我國電力配電網(wǎng)中現(xiàn)階段所加設(shè)的各種防雷設(shè)備，如避雷針、防雷保安器等，其原理均為通過接地系統(tǒng)向大地當(dāng)中流導(dǎo)雷擊產(chǎn)生的電荷，這能夠看出地網(wǎng)在整個(gè)防雷系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，必須要提高對(duì)地網(wǎng)建設(shè)的重視程度，保證其建設(shè)質(zhì)量及可靠性。如今對(duì)電力資源的需求量逐漸增加，以此對(duì)配電網(wǎng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求，電力配電網(wǎng)的防雷性能也應(yīng)該隨之提高。為提高防雷性能，需滿足以下設(shè)計(jì)要求，一是滿足對(duì)接地極、導(dǎo)線等結(jié)構(gòu)材料和設(shè)備的具體要求，采取高、低壓分開接地方法實(shí)施保護(hù)，具體設(shè)計(jì)如圖3。通常情況下降鋼絞線及銅線作為地網(wǎng)引接線的主要材料，在立桿與接地體之間設(shè)置合理的接地引線長度，做好段子及接地?cái)嘟涌ǖ念A(yù)留工作，對(duì)施工區(qū)域的管道或溝渠進(jìn)行躲避。所需安置的接入網(wǎng)設(shè)備和與其配套的其他設(shè)備，要對(duì)其不帶電的金屬區(qū)域給予保護(hù)，接地線電氣相連接的位置不能安裝其他設(shè)施，盡可能為屏蔽電纜中的屏蔽層兩端與其相連接設(shè)備金屬機(jī)殼外表面電氣創(chuàng)造良好的接觸條件，可以對(duì)變壓器等設(shè)施給予防雷保護(hù)，設(shè)計(jì)如圖4；二是滿足工程地址設(shè)置和施工的相關(guān)要求，在選擇項(xiàng)目地址時(shí)，通常會(huì)選擇土壤電阻較低且潮濕性較強(qiáng)的低于，避免選擇的區(qū)域內(nèi)存在高腐蝕性和較為干燥的圖紙，并從經(jīng)濟(jì)性角度考慮確保符合工程需求。同時(shí)建設(shè)地網(wǎng)時(shí)可以盡量減少挖掘操作，既可以降低對(duì)周圍環(huán)境和交通等方面造成的不良影響，還可以降低施工成本[5]。

5 結(jié)束語

我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)正處于快步發(fā)展的重要時(shí)期，科學(xué)技術(shù)水平也隨著時(shí)代發(fā)展得到了大幅度提升，各行各業(yè)在快速發(fā)展也同時(shí)，也與快速推進(jìn)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)共同作用，促進(jìn)了廣大人們?nèi)罕姷纳钯|(zhì)量不斷提高。在當(dāng)前的配電網(wǎng)運(yùn)行事故當(dāng)中，雷擊事故發(fā)生的概率較高，近年來，雖然已經(jīng)提高了對(duì)這一災(zāi)害的重視，但是仍存在一些問題，影響防雷設(shè)施的應(yīng)用效果。為解決這一嚴(yán)峻的問題，相關(guān)部門不斷的深入研究和改革，認(rèn)識(shí)到防雷接地設(shè)計(jì)中存在的較為突出的問題，并提出了諸多有針對(duì)性的解決方法，相信在未來施工技術(shù)不斷提升的情況下，必然會(huì)獲得理想的防雷效果。