中低压系统电力设备和设施的防雷与接地

【摘要】 随着地方经济的发展，企业生产对电能质量的要求越来越高，同时使用电能的安全性的要求也在进一步提高。南方地区的雷暴日在局部地区达到60天，由于对雷电过电压的认识不足和防患措施不科学和不到位，致使企业生产的间断，造成经济损失。企业生产的电能使用主要以电压为主，因此在防患雷电压的破坏上应从变电所、电气设备和输电线路上采取防患措施。

【关键词】 电力线路 电力设备 接地 防雷

一 概述

雷电的危害方式分为直击雷、感应雷、球形雷三种，最常见的是直击雷和感应雷。直击雷就是雷电直接打击到物体上；感应雷即是急剧变化的雷电电场，因静电感应或电磁感应在附近不闭合的导体上产生高电压，闭合的导体上产生大电流而引发的雷灾。

1.直击雷的防护有：目前，防避直击雷都是采用避雷针、避雷线、避雷带、避雷网作为接闪器，然后通过良好的接地装置迅速而安全把雷电流引入大地。

2.感应雷的防护有：电源防雷、信号系统防雷、等电位连接、金属屏蔽及重复接地。

下面简要介绍电力线路和设备设施的防雷与接地。

二 电力线路的防雷与接地

输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。

35KV线路不需全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设1～2km的避雷线，同时在雷电活动强烈的地段架设避雷线，或者安装线路金属氧化物避雷器。对于35KV线路装设的金属氧化物避雷器的技术参数，一般应满足以下条件：持续运行电压(有效值)不小于40.8KV；额定电压(有效值)不小于51KV； 直流1mA参考电压不小于73KV(范围在73～74KV之间)；标准放电电流5KA等级以下残压(峰值)不大于:雷电冲击134KV、操作冲击114KV、陡坡冲击154KV；2000μs方波电流（峰值）200A；对绝缘配置，根据线路污秽等级要求确定。

三 配电线路的防雷与接地

与输电线路一样，配电线路的防雷也可采用避雷线或避雷器，对于不同电压等级和不同线路采取的措施也不一样。

1．10KV裸导线线路

对于10KV裸导线线路，原则上可以采用避雷线进行防雷保护，但由于成本高，施工不方便，目前基本上都不采用避雷线，而是在一些雷电活动频繁的线段安装避雷器，同时按照要求做好杆塔的接地；

2．10KV绝缘线线路

10KV绝缘线线路现在线路基本上都换成了交联聚乙烯架空绝缘线，但其防雷措施与原来的裸导线线路的防雷措施并没有变化，致使发生了数起雷击绝缘线断线事故。对于架空绝缘线目前可采取以下防雷措施：

（1）安装避雷线，此种方法避雷效果最好，但可行性和难度大，成本高；

（2）提高线路绝缘子耐压水平，将10KV绝缘子换为防雷绝缘子，将大大提高防雷水平；

（3）在多雷区或者按照一定档距安装线路避雷器，减少雷击断线事故；

（4）延长闪烁路径，导致电弧容易熄灭，局部增加绝缘强度，如在导线与绝缘子相连处加强绝缘，以及采用长闪烁路径避雷器等；

（5）局部剥离绝缘导线，使之局部成为裸导线，从而电弧能在剥离部分滑动，而不是固定在某一点烧蚀，同时也可为以后施工提供一个挂地线点。

3．低压配电线路

低压线路应从变压器出口处安装避雷器或击穿保险，同时做好接地，接地装置的接地电阻不应大于4Ω。中性点直接接地的低压电力网中的中性线应在电源点接地。低压配电线路，在干线和分支线终端处应重复接地，每重复接地的接地电阻应不大于10Ω，对于较长的线路，重复接地应不少于3处。特别是为防止雷电波沿低压配电线路侵入用户，对于接护线上的绝缘子铁角应接地，接地电阻应小于30Ω，这一点对于我们进行的一户一表改造工作尤其应引起重视。

四 电力电缆线路的防雷与接地

电力电缆由于其本身结构特点和与其他电气设施连接的要求，根据不同电压等级采取不同的防雷方法。对于35KV及以下电压等级的电力电缆，基本上应采取在电缆终端头附近安装避雷器，同时终端头金属屏蔽、铠装必须接地良好。对于110KV及以上的高压电缆，当电缆线路遭受雷电冲击电压作用时，在金属护套的不接地端或交叉互连处会出现过电压，可能会使护层绝缘发生击穿，应采取以下保护方案之一：

（1）电缆金属护套一端互联接地，另一端接保护器；

（2）电缆金属护套交叉互联，保护器Y0接线；

（3）电缆金属护套交叉互联，保护器Y接线或接线；

（4）电缆金属护套一端互联接地加均压线；

（5）电缆金属护套一端互联接地加回流线。

五 电气设备与电子设备的防雷与接地

1．变电所设备的防雷与接地

变电所设备的防雷离不开建筑物的防雷，按照最新的国家强制性标准GB50054-95，对建筑物与设备的防雷接地应采用等电位连接，而不是传统上分别做独立的接地网。所谓等电位连接，就是把建筑物本身和其内外各种导电物用导体（电气上）焊接起来，以保证等电位。由于雷电流峰值非常大，流经之处都立即升至很高的电位（相对于大地而言），因此对于附近尚处在大地电位的电气、电子设备和人产生旁侧闪烁，容易引起设备和人身事故。所以等电位连接是防雷的关键措施之一。

（1）所内建筑物的防雷

建筑物本身的防雷装置是建筑物内电气设备及系统防雷的第一道屏障，建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的电气设备的防雷，因此，首先必须重视建筑物本体的防雷。

现代建筑物防雷主要由顶部避雷带、网状接闪器、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体的主钢筋作引下线，利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。在建筑物设计和施工时就要考虑到作为网状接闪器、引下线和接地体的钢筋网络之间的电气连接，使之成为较理想的“法拉第笼”式避雷器。防雷网与建筑物钢筋混凝土相结合，已成为国内外公认的经济可靠的防雷方式。因此在设计、施工时都应预留从各层楼板、梁、柱内钢筋焊出接头，以便与室内外接地线相连。

（2）室外设备的防雷

为了防止直击雷，室外可根据需要，安装一支或多支避雷针，计算其保护范围，以达到保护室外所有设备要求为原则。同时对于室外架构母线和变压器中性点应加装避雷器保护，室外做一接地网，所有设备的接地引下线都与该接地体焊接，以保证等电位。

为了防止雷击产生过电压，各种设备的绝缘水平应能满足电压对该设备的绝缘要求，我们在设备订货和出厂试验时应严格把关，按照规程要求确保设备绝缘耐压水平，以防雷电击穿。这种防雷结构有很多优点：一是可避免“绕击”；二是能起“法拉第笼”的屏蔽作用，可大大削弱雷电电磁脉冲的侵入；三是因建筑物各层的梁、柱、楼板、墙体的钢筋和金属管线等导电体在电气上连成一体，做到几乎处处电位相等，，从而保证设备的安全；四是“笼”式避雷装置的引下线是由为数众多的钢筋组成，大大分散了雷电流，并消弱了建筑物内信息设备所受到的脉冲电磁场冲击幅值；五是接地体是分布在地下四周的钢筋混凝土基础，可形成均匀分布的均压网，与大地接触面广，接地电阻低且又稳定。

（3）室内设备的防雷

室内各种金属屏、柜外皮均应与底座槽钢可靠焊接或用螺栓连接，保证接触良好，同时槽钢应与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接起来，形成一个整体，与室外接地网形成一个完整的大接地网。

2．计算机、通讯等自动化设备的防雷接地

大楼内计算机等电子设备的第一道保护屏障，由于通讯电台必须通过信号电缆与通讯塔上天线相连，因此对于通讯电缆外皮必须做好接地（多点重复接地），并与大楼的接地网连接起来形成等电位，同时可以加装避雷器。

对于所有大楼内的电气、电子设备，应该逐级采取防雷保护措施，首先做好大楼和电源的防雷接地，然后在机房和各设备端口安装相应的 避雷器，才能真正防止雷电波的侵入和反击。

六结语

配电系统的防雷与接地应从工程设计阶段就认真加以考虑，根据各地的实际情况，采取切实可行的防雷方案，选用质量可靠的电气设备和可靠性高的防雷设备，同时真正按照等电位的原则，做好符合要求的共用接地网，综合考虑防雷与接地，只有这样我们的线路和设备才能避免遭受雷击的危害。