雷电防护中几个问题的探讨

摘要：由于对一些重要的雷电物理现象、过电压、高频电磁学理论和相关技术规范不甚熟悉，或对一些现行的国家相关法律法规都不是特别的了解，以此导致在相关的防雷工作中，经常出现一些对防雷的常用专业术语的不当使用以及相关防雷概念把握的不准确等等。比如在人员相对密集的公共场所、一些大型的建设工程、相关的巨大破坏以及有关人身的伤亡、相关接地电阻值是否是衡量相关防雷装置性能的唯一标准、对于SPD选大通流容量的装置等等。本文就将结合实际对雷电防护中的几个问题进行初步的分析探讨。

关键词：雷电；防护；SPD

中图分类号：S761文献标识码： A

雷电在大多数人的认知中都是雷电给人群自然界带来的灾害，并不了解雷电能不断补充电离层放电所失去的正电荷，维持电离层总电荷量的平衡，给地球上的生命体提供了一个稳定的保护屏而得以生存。每一次雷击都会在空气中产生臭氧，形成大气保护层。而闪电放电有固氨作用，使大气中的氮变成氮氧化物，成为农作物生长的养料，所以雷电给地球带来生命的同时又在破坏生命、破坏建筑物、农作物、给人类带来沉重的灾难。

1、接地电阻不稳定

防雷检测实践中会经常遇到检测仪表指针不稳定的情况，通常从以下几方面考虑:土频漏电造成地网带电；空中临近电磁干扰(特别是有高压线缆的地方)；地中杂散电流、轨道交通带来的回路电流干扰。而在实际的生活工作中针对土频漏电造成的相关地网的带电情况，我们可以采用改变相关测试频率的主要方法法来解决，这主要是由于相关交流电源频率的高低对相关的测量结果影响不是很大。初次之外，可以在实际的工作中选择带有窄带滤波器或者是带有相关选频网络的测试仪器也可解决该问题；对于空中临近电磁干扰，将E电极连接线改成屏蔽线，且屏蔽层下端应单独接地进行检测，C、P电极连接线也会遭受高频辐射干扰。试验表明，将C、P电极和E极之间接入2200--6800pF的高频电容可以消除干扰，可提高检测稳定性和准确性。

提高测试接地电阻的准确性还有一些需要考虑的事项:接地电阻的测试方法。测量的基准点太靠近接地电极会引起测量误差，因此测量电极与测接地装置要有足够的距离；建筑物周围土壤成分不均匀、地质条件复杂、泥土紧密和干湿程度不一。解决的方法是取不同点测量结果的平均值；辅助接地极金属棒的接地接触电阻过大。在地桩周围浇水即可降低接地电阻。对于相关的ER4102系列仪表只能检测小地网，对于一些大地网的防雷检测，要取得正确测量数据必须采用大电流测试仪器。

2、SPD连接导线长短对设备的影响

GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》规定:电源SPD在各个位置安装时，SPD的连接导线应短直，其总长度不宜大于0.5m，有效保护水平应小于设备的耐冲击电压额定值。下面通过实例计算来说明连接导线长度对设备耐冲击电压的影响。

解决电源SPD两端连线过长的方法有两种。一种是就近与配电柜机壳连接，如图1所示。对于一般低压配电柜，安装过程中将SPD下导线和配电柜机壳就近连接，机壳和PE线连接，解决了线路过长的问题。

图1 电源SPD就近连接方法

另外一种方法是凯文接法，如图2所示。将电源SPD上下线路剪断，然后再分别引出。凯文接法左、右两边感应回路方向相反，电压可以相互抵消，解决了线路过长问题。

图2凯文接法

3、两级SPD的安装间距问题

GB50343-2012，GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》规定了电压开关型SPD、限压型SPD的间线路长度要大于lOm，而对于限压型SPD之间的相关线路长度要大于5m，不然的话就应该在实际的工作中加装相关的退耦装置。但对于退耦装置一般是把接线端子串联到相应的线路中，一旦时间太久，就会导致接线端子的松动，最终造成供电线路的中断。

例如在2010年某医院做的防雷工程，因为相应的两个配电柜距离过近，所以在两级SPD间加装了相关的退耦装置。但是在2013年，由于接线端子的松动，导致了退耦装置的烧毁，造成供电线路的中断。基于此，可在工作中采用电感或电阻作为退耦元件，电感主要用于电力系统，电阻主要用于信号系统。该退耦装置其实就是串联了电感，将两级SPD间的压降加大，在实际的工作中，我们可以通过将两级的SPD安装配电柜间的连接线进行更换，适当的增加其长度并在中间进行螺旋式缠绕的方式来对其进行改善，在这个过程中要特别的注意：连接线的线径要保持不变，对于连接处也要采用线鼻子和相关的接线柱进行连接；还可以在工作中充分的利用两级SPD安装配电柜间的设备，比如UPS，将前一级SPD装在设备输入端，后一级SPD装在设备输出端。在具体的工作中可采用Q表测试两端的电感量是否满足隔离要求。经过分析并结合现场环境，建议采用第一种方法。经过整改，其接线方式得到了供电部门的肯定，经4年实践检验，无雷灾事故、线路事故发生。

4、SPD使用应考虑的主要问题

4.1、选用SPD的注意事项

涌保护器SPD的电压保护水平必须一直小于电气设备能够忍耐的电压，即Up＜Uchoc；若进线端的电涌保护器SPD的电压保护水平与电气设备能够忍耐的电压相比要大得多，那么应该在电气设备处再装一个浪涌保护器；浪涌保护与智能楼宇电气设备两端的引线要尽量短，一般应在0.5m之内；对于一般的电气设备，为了能够对其进行最好的保护，就需要即可以承受高电流，又能够有小的残压，此时最好的办法是作一级和二级保护，其中一级保护要求可以承受大电流，可以迅速灭弧。而二级保护则用来减小残余电压；当进线端浪涌保护与智能楼宇电气设备间的距离超过30m时，就应该在离电气设备尽量近的地方，安装另外一个浪涌保护器。这是由于电缆的距离很长，假如不加一级保护，那么上一级SPD上的残余电压，再加上感应电压，就可能对电气设备造成损害，起不到防护作用；对于电源系统的防雷保护，通常应该进行3--4级防护，在电源端的进线端，安装一级浪涌保护器，通常选用三相的电压开关型SPD；在重要设备的电源进线端，装2～3级的浪涌保护器，通常选用限压型SPD；在末端配电处，安装4级浪涌保护器，通常也选用限压型SPD。使用SPD的具体级数，要根据建筑物的防雷等级来决定。

4.2、SPD安装的位置和连接导线要求

对于电源系统，各级SPD要分别安装在设备电源线的前端处，浪涌保护器的接线端要分别和配电箱中对应的端子相连。浪涌保护器的接地端也要和配电箱中的接地线接地端子板相连，而接地端子板还要与其所处防雷区域的等电位体端子板相连；对于有接线端子的浪涌保护器，要使用压接；而对于有接线柱的浪涌保护器，则应使用线鼻子与接线柱进行连接；对于安装在电路上的浪涌保护器SPD，前端要加装一个空气开关或保险丝等过流保护装置。

总而言之，在以后的生活工作中我们一定要加强对雷电防护的意识以及能力。在进行相关防雷施工、防雷检测的过程中，相关人员除了要熟记各种规范外，还要应用一定科学的方法，以此才能把原则性条文更好地应用到实践中去，不断提高防雷技术水平，真正发挥防雷技术人员的作用，达到防雷减灾的目的。

参考文献

[1]郭磊，连志永.农村雷电灾害多发原因及防护措施[J].农业与技术，2014，06:202.

[2]杨春明，周俊，胡敬喜，范正义，王亚坤.雷电防护中几个问题的探讨[J].现代建筑电气，2014，06:38-40.

[3]刘明发，林耿武，周树彬.智能防雷减灾技术的应用分析[J].科技风，2014，13:212.

[4]孙拴恩.农村防雷现状分析及科学防雷措施[J].四川建筑科学研究，2014，03:358-360.