如何做好配电系统的防雷与接地

吴绍君

摘 要：雷电能够在瞬间产生强大电压，一旦配电系统被雷电击中，则会遭到严重破坏。所以，防雷接地技术对配电系统保护而言具有十分重要的现实意义。该文主要从雷击现象及其主要危害入手，重点对配电系统接地防雷击系统的主要形式进行了分析和阐述，并有针对性地提出一系列配电系统的防雷与接地技术，希望给行业相关人士提供一定的参考和借鉴。

关键词：配电系统 防雷 接地 技术

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0034-02

近来年，随着国内电网改造进程的不断加快，变配电自动化技术得以迅猛发展。然而在实际操作过程中，很多施工单位对配电系统的防雷接地保护没有给予足够的重视，继而引发雷电事故，导致部分变配电自动化系统出现瘫痪情况，造成严重经济损失。为此，做好配电系统的防雷与接地十分有必要。

1 雷击现象及其主要危害

在自然界中，雷击现象十分常见。大气中存在着大量的正负电荷雷云，当雷云与大地凸起物距离达到一定程度或者带有异种电荷的雷云之间的距离达到一定程度之后，电场就会在雷云与大地凸起物之间的空间击穿，进而产生强烈的气体放电情况，导致闪电、雷鸣出现。在这一过程中，通过感应雷、直击雷以及雷电侵入波等形式，雷击能够对人畜造成严重损伤。此外，雷击能够导致发电设备、电力线路以及电力设备等形成一种高压冲击，对设备绝缘层产生直接影响，进而形成爆炸、短路情况，甚至诱发火灾等问题，最终导致配电系统出现大面积停电情况。与此同时，雷击还能够形成强大电磁推力以及电排斥力等，对建筑物结构造成一定程度的破坏，严重者还会造成建筑物倒塌。

2 配电系统接地防雷击系统的主要形式

2.1 TN-S接地防雷系统

在TN-S接地防雷系统中，其N线与PE线是相互独立的，其中，外露能够导电的部分均是与PE线进行直接连接，并形成了三相五线制系统。就目前而言，TN-S接地防雷系统在整个配电系统应用最为普遍，然而在实际应用过程中，因耗材多，造价高，且将形成的三相不平衡系统用作单项使用时，极易在N相线上产生较高的电位。为此，在具体设计过程中，应将总开关与末级开关的N线断开，并使用两级开关的形式，确保整个系统的稳定性，这样一来，势必会造成投资成本的上升。

2.2 TN-C接地防雷系统

在TN-C接地防雷系统中，其N线与PE线则整合形成了一根PEN线，其中，外露能够导电的部分均是与系统的PEN线进行直接连接。因在TN-C接地防雷系统中，其N线是不能断线的，所以，在进入建筑物结构内部之前，必须对者PE线或者N线采取重复接地操作。在实际应用过程中，该系统能够为三相负荷提供一个基本平衡的运行环境，能够在容量相对较小的单220 V的移动用电设备或者便携式设备中使用。

2.3 TN-C-S接地防雷系统

在整个TN-C-S接地防雷系统中，其N线与PE线只有一部分是共同使用的，另一部分则运用了局部保护线的形式。也就是说，与TN-C系统相比，系统的前半部分是相同的，而系统的后半部分则是运用了与TN-S系统相同的构造，TN-C-S接地防雷系统集中了上述两个系统的特点。该种防雷接地设备主要对于配电系统的末端设备比较适用，并在数据处理过程中使用的比较广泛。所以，TN-C-S接地防雷系统能够在普通民用建筑及工业企业等得以大量使用。如果在整个配电系统中，其负荷设置相应的漏电开关，并且在干线末端采用接零保护时，其对于民用住宅小区也是比较适用的。

3 配电系统的防雷与接地方法分析

3.1 变电所设备的防雷与接地

众所周知，建筑物防雷是变电所设备防雷的基础和前提，当前执行的是国家强制标准GB 50054-95，要求建筑物与设备都要进行相应的电位接地。等电位连接指的是运用导体将建筑物自身以及其内外部器件进行焊接，有效实现电位相等的目的。因峰电流具有较大的强度，流经之处，其电位会形成明显上升趋势，从而对处于大地电位四周的建筑物或者人具有产生明显的旁侧闪烁，对电气设备以及人身安全构成严重威胁。所以，在变电所设备预防雷击的过程中，必须做好等电位连接操作。

3.1.1 所内建筑物的防雷

建筑自带防雷设置是建筑物配线系统防雷的首要关卡，在实际应用过程中，建筑物自身防雷能力的高低对建筑物内电气设备的安全具有决定性影响，所以需要采取合理措施，切实提升建筑物自身防雷能力和防雷水平。当前，建筑物防雷设备主要是由网状接闪器、顶部避雷带、引下线（由建筑物结构支柱钢筋构成）等几部分构成，其能够将接收到的雷电流引入钢筋混凝土中，从而有效疏导到大地中。为此，在对建筑工程设计及规划阶段，就需要对网状闪接器、引下线与接地体的钢筋位置及连接网络等方面予以全面考虑，尽可能地形成“法拉第笼”模式的避雷原理。就目前来说，防雷网与建筑物钢筋混凝土的有效结合是国内外普遍认为的一种比较经济的方式，具有较强的可行性。所以，在对建筑物进行设计的过程中，应讲室内外连接到各个梁、柱以及各层楼板的钢筋留出一定的余地，以供焊接。

3.1.2 室外设备的防雷

为避免遭到直击雷的袭击，可以在计算器的保护范围内，在建筑体外安装相应的避雷设备。同时，针对室外的变压器及架构母线，可以增加一接地网操作，确保设备电位的一致性。为防止雷击产生过电压，还需要采取合理措施，严把电气设备采购、出厂的质量关，为确保设备绝缘水平能够达到国家标准要求打下坚实基础，有效降低雷击的次数。

3.2 计算机、通讯等自动化设备的防雷接地

在现代建筑物内部，以计算机为代表的电子设备必须要与通讯塔上的天线进行连接，从而确保通讯畅通提供了强有力的技术保障。所以，作为连接使用的电缆外皮要与大地相连接，并与整栋建筑的接地网形成等电位系统。具体来说，主要表现为以下几个方面：第一，将各个独立的接地电网进行有效连接，并成为一个完整的网络接地结构是确保建筑物内部电子设备防雷接地的关键；第二，将建筑物内部的电子、电气设备予以分级操作，并逐级进行防雷保护，其中建筑物语电源的防雷接地最为关键，机房及各个设备端口的防雷接地处于次要位置。只有采取严密的接地与防雷保护措施，才能有效防止雷电波的侵入。

3.3 防雷接地系统施工质量管理

就目前而言，在进行防雷接地系统施工的过程中，电力施工单位多数使用的是临时工人，相对稳定的且技术熟练的工人严重匮乏，这就给施工单位防雷与接地系统管理带来一定困难。为此，需要采取以下几种措施，有效提升系统施工质量管理水平：第一，建立健全“三检”制度，为施工质量管理打下坚实基础；第二，施工质量检验人员应在大量实践中有效提升自身专业技能和综合素养，对防雷接地施工及验收标准和规范予以熟练掌握，努力学习和掌握最新的理论和技术，针对配电设计中不科学、不合理的地方应大胆提出自己的看法，并采取合理措施加以完善。

4 结语

总而言之，配电系统的防雷与接地工程是一项复杂的系统工程，在具体施工中应对施工现场地质条件、气候条件以及电气设备使用要求等方面予以综合考虑，并采取多种防雷技术方式，切实提升系统防雷水平，为确保整个系统运行的稳定性提供强有力的技术支撑。

参考文献

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