防雷电浪涌保护在低压供配电系统中的应用

韩宁宁 HAN Ning-ning

（中油辽河工程有限公司，盘锦 124010）

（Liaohe Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Panjin 124010，China）

防雷电浪涌保护在低压供配电系统中的应用

韩宁宁 HAN Ning-ning

（中油辽河工程有限公司，盘锦 124010）

（Liaohe Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Panjin 124010，China）

在低压配电系统的安全保护措施中，防雷电浪涌保护起到的作用日益突出，尤其在雷电多发地区，防雷电浪涌保护直接影响到设备的安全运行和操作人员的生命安全。所以，如何在实践中做好防雷电浪涌的保护，已经成为当前电力建设中的重点课题。

供配电系统；防雷电；浪涌保护

0 引言

油田生产对防燃防爆的要求极高，6kV/0.4kV变电所、采油井站、注汽站、联合站、污水处理厂、天然气站场多是采用低压供配电设备，所以在设计时必须对低压供配电设备的防雷电浪涌加以重视，使其成为防止供用电事故发生必不可少的一道安全屏障，这不仅利于生产的正常进行和工作人员的生命安全，而且可以实现防火防爆的目标，最大程度上保证安全。

1 防雷电浪涌的必要性

通常情况下，雷电放电发生在云层之间或云层内部，其可为一次或若干次单独闪电组成，均携带若干高幅值、短时间的电流。

典型的雷电放电将包括两次或三次的闪电，其间相隔大约二十分之一秒，多数处于10kA-100kA的范围，持续时间均小于100微秒[1]。目前，供电系统内部由于大容量设备和变频设备的使用，易引起严重的设备内部浪涌问题，很小的浪涌冲击就可以对一些敏感的微电子设备造成致命的损坏，故防雷电浪涌设备的重要性日益凸显。

2 防雷电浪涌保护的机理

2.1 雷电对供配电设备的影响 直接雷击可以注入极大的脉冲电流，直接击中电力设备，虽发生几率较低，但是对于低压供配电设备来说，却可能导致极为严重的后果。

相比于直接雷击，间接雷击导致的后果较轻，但发生的频率较高，实践中绝大多数的低压供配电设备均为间接雷击损坏，而油田的低压供配电系统大多处于配电间内，遭受直接雷击的可能性极低，故而应当将防雷电浪涌的重点放在间接雷击，即如何最大程度上抑制并吸收浪涌能量。

2.2 防雷电浪涌设备的原理 通过上文可知，如何对雷击浪涌能量进行吸收和抑制，是防雷击浪涌保护的重点，通常使用的电涌保护器是一种压敏电阻，具有非线性特性较好的优点，其处于极高的电阻状态，几乎不存在漏流，可以使得整个电源系统得以正常供电[2]。而在雷击产生过电压时将在纳秒级的时间内迅速导通并释放电压能量，吸收并抑制了雷击浪涌的能量，泄流后又回到高阻状态，从而保证整个电源系统的正常供电。

3 防雷电浪涌设备的保护途径

3.1 第一道防线 首先，防雷电浪涌设备是一种大容量的电源防浪涌保护器，主要是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间。作为防雷电的重点单位，油田对设备的要求应当提高，根据GB50057的第一、二、三类防雷建筑物的描述确定标称放电电流值及电压保护水平值。作为专业的承受雷电和感应雷击的大电流和高能量浪涌吸收设备，可最大程度上将大量浪涌电流分流至大地，使得巨大的高能量浪涌不会对低压供配电设备造成损害，保证高压雷电不会击穿电气设备，避免外壳意外带电，伤害设备附近人员，并可以防爆防火，避免引起火灾或爆炸。但是，由于此设备主要作用局限于大浪涌电流，故不能完全地提供保护，特别是供配电系统内部的敏感用电设备。

3.2 第二道防线 在使用I级电源防浪涌保护器后，应当对剩余的小浪涌能量进行更为完善的吸收和防护，这不仅是设备正常运转和人员安全生产的必要条件，而且也是对高精度、高敏感的电子设备进行的针对性保护措施。相比于I级电源防浪涌保护器，此设备不需要对大浪涌能量进行吸收，但是要求对瞬态过电压有着极好的抑制作用。但由于油田特殊的情况和要求，故应当和I级电源防浪涌保护器合用，以期能够达到最大的保护效果。

3.3 第三道防线 以上两种放浪涌保护器都是在设备外部附加的保护，但由于油田设备的高敏感性要求，所以应当最大程度的对微小瞬态的瞬态过电压进行消除，故而对于此放浪涌保护器的最大冲击容量和限制电压要求较低，作为第三道防线，可以最大程度上保护高精度的电子设备，同时将瞬态过电压对用电设备系统内部的影响降到最低，并且实现防火防爆的安全需要[3]。

4 预期目的

在油田的低压供配电设备中采取防雷电浪涌保护设备，可以达到以下目标：

①最大程度的保护由雷击而造成的低压供配电设备的损坏；

②保证系统用的稳定性，避免对单位其他设备的正常运转造成阻碍；

③避免事故发生率，提高电气设备正常运行的效率；

④减少设备维修、更换频率，减少费用投入；

⑤保证工作人员的人生生命安全；

⑥确保油田这一严格防爆防火单位的正常运行。

5 结束语

随着当前社会安全生产意识的提高，以及油田本身的安全要求，低压配供电设备对于防雷电浪涌的要求极为严格，故应当在实践中谨慎设计、严格施工，最大程度的保证生产的正常进行和人员的生命财产安全。

[1]张志胜.低压配电系统浪涌保护器设计中相关问题的探讨[M].中国电器工业出版社，2011.

[2]刘道兵，顾雪平，李海鹏.电网故障诊断的一种完全解析模型[J].中国电机工程学报，2011.

[3]郭文鑫，文福拴.计及保护和断路器误动与拒动的电力系统故障诊断解析模型[J].电力系统自动化，2009.

Application of Lightning Surge Protection in Low-voltage Power Supply and Distribution System

For safety protection measures，lightning surge protection plays an increasingly prominent role in low-voltage distribution system,especially in the lightning prone areas,lightning surge protection directly affects the safe operation of equipment and safety of operating personnel.So,how to do well the protection against lightning surge in practice has become a key issue in the electric power construction.

power supply and distribution system；lightning prevention；surge protection

韩宁宁（1986-），男，山东东营人，设计人员，助理工程师，研究方向为供配电、发输变。

TU856

A

1006-4311（2014）13-0039-02