电气设备雷击分析

摘要：雷电严重威胁着配电设备的安全,轻则配电设备失灵,重则配电设备烧坏,甚至导致人员伤亡。因此，需要加强重视防雷措施，在工程设计阶段就应该认真考虑配电系统的防雷,按照等电位的原则,根据实际情况,做好符合要求的共用接地网,避免雷击的危害。

关键词：雷击危害等电位接地网

1. 概述

对雷电的危害大家众所周知，如森林、油气挥发场所等的火灾大部分为雷击所致。近几年来我厂仪表、计算机等电子设备屡被雷击，造成很大的经济损失。

雷电严重威胁着配电设备的安全,轻则配电设备失灵,重则配电设备烧坏,甚至导致人员伤亡。因此加强对雷电的认识,做好相应的防雷措施不容忽视。目前的防雷措施局限性普遍存在,不能做到完全有效地防止雷电的破坏,人们对复杂的雷电机理将进一步研究,努力将雷击造成的损害降低。

2. 雷击的危害

当雷击现象发生时，建筑物的外部防雷装置确实能有效地抵御了雷击对建筑物的破坏，同时均匀的避雷引下线与建筑物接地的均压环也起到法拉第网笼的作用，保证建筑物内的人员不致因跨步电压升高而导致触电事故。但这时当雷电击中建筑物防雷装置或击中附近其他建筑物的避雷针(带)并由引下线导入大地时，瞬间内在引下线自上而下的产生一个很强的变化磁场。处在这个电磁场作用下的导体，便会感应产生电压，其数值也可达数十千伏，处在这个磁场作用范围的电气、信号、电源及它们的传输线路都因相对地切割了这个变化的磁场磁力线而产生出感应高压，从而将用电设备击坏。

3. 电气设备的防雷措施

建筑物本身的防雷性能至关重要,按照国家强制性标准GB50054-95,对设备与建筑物的防雷接地应采用等电位连接,建筑物本身和其内外各种导电物用导体焊接起来。现代建筑物防雷主要由顶部接闪器、网状避雷带、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线,利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。

为了防止直击雷,保护室外所有设备,可根据实际情况,安装不定数量的避雷针。加装避雷器保护室外配电设备,做统一接地网,保证该接地网与所有设备的接地引下线体焊接。室内各种柜外皮、金属屏与底座槽钢连接,槽钢与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接,与室外接地网形成一个完整的大接地网,成为一个整体。

从人身和设备安全以及抗干扰的角度来说,保护地的可靠接地非常重要,一般情况下保护地和设备的信号地在其内部连接在一起,设备采用共用接地系统。实行等电位连接可以彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,将金属管道、信号线、电源线通过过压保护器进行连接,内层保护区的界面处依此进行局部等电位连接,最终与等电位连接母排相连。

图1 配电设备防雷措施示意图

4. 仪表设备的防雷措施

仪表设备防雷接地是很重要的。按照石油化工仪表接地规范SH-T3081-2003, 仪表电缆槽、仪表电缆保护管应在进入控制室处、雷电涌保护器均与电气专业的防雷电感应的接地排相连。仪表及控制系统工作接地的各接地干线应分别接到工作接地汇总板，再由工作接地汇总板经两根单独的工作接地干线接到总接地板。接地电阻小于4Ω。

屏蔽是减少雷击电磁波干扰的有效措施。首先可以利用建筑物进行自然屏蔽,在建造建筑物时,将建筑物结构中的自然金属构件连接在一起,初级屏蔽侵入的雷击电磁脉冲,降低内部配电设备的屏蔽要求。而精密的配电设备,则应采用连续金属层封闭,全面截断雷电电磁脉冲波入侵的通道,并置于专门的屏蔽室内。

图2仪表设备防雷措施示意图

5. 结束语

随着电子技术的发展,数字控制技术被广泛运用于配电设备中,电路的微电子技术成份逐年增加,耐受雷击及其电磁效应的能力却降低了,抗雷击的防护标准逐步提高,必须构建合理高效的分流、屏蔽机制、拦截平台、接地信号等科技技术措施来加以保护,在现实生产生活中应得到足够的重视。

为了防止雷电对配电设备的侵害,保证配电设备的安全运行,有必要有选择性的采取适当的防雷击保护措施。在工程设计阶段就应该认真考虑配电系统的防雷,按照等电位的原则,根据实际情况,做好符合要求的共用接地网,避免雷击的危害。

作者简介：

陶珂 女 1983年出生，2006年毕业于大庆石油学院电子信息工程专业，现在第八采油厂规划设计研究所总体规划室助理工程师，从事电力规划工作。