220 V配電系統(tǒng)的防雷保護

周兆華

（廣東威恒輸變電工程有限公司，廣東佛山 528200）

220 V配電系統(tǒng)的防雷保護

周兆華

（廣東威恒輸變電工程有限公司，廣東佛山 528200）

縱觀整個國民經(jīng)濟的發(fā)展全局，電力、電能發(fā)揮著不可替代的重要影響力。電力是現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)、人民生活和企事業(yè)單位正常運作的主要動力，是現(xiàn)代文明進程中不可或缺的物質(zhì)技術基石。為了確保生產(chǎn)運行時的生命財產(chǎn)安全及供電的可靠，應該根據(jù)實際情況進行防雷保護設置。就220V配電系統(tǒng)的防雷接地的目的、工作原理、防雷方案及運行維護進行探析。關鍵詞：220V配電系統(tǒng)；防雷保護；策略

在全社會經(jīng)濟騰起，以及人民群眾生活質(zhì)量普遍提升的背景下，電力電網(wǎng)的使用范圍日益滲透到普通民眾生活的點點滴滴。正是基于這樣的事實環(huán)境，對于供配電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性保障，顯得越發(fā)關鍵。就目前來說，國家電網(wǎng)有110 kV、220 kV、500 kV幾個常用的電壓等級。然而，在人們的日常生活中，主要應用的多是380/220V的交流電壓。從這一意義上，探討如何保障低壓系統(tǒng)供配電安全，是關系人民切身利益的話題。結合低壓配電系統(tǒng)的特點，對系統(tǒng)的防雷設備進一步建造完善，為電氣運行與設計人員提供一定的幫助。

對于220 V低壓線路的合理規(guī)設，應該把低壓避雷器安放在變壓器的出口部位，另外，也需要對具體的接地環(huán)節(jié)加以重視。接地裝備的電阻應該小于或等于4 Ω。需要注意的問題是，低壓電力網(wǎng)中相應的線頭應該合理的在電源點進行匹配接地。對于220 V的配電線路，需要注意在分支線路和干線終端部位進行多次的接地保護；而且，進行循環(huán)式接地的設備，其接地電必須小于等于10 Ω。對于比較長的一些電路，應有不少于3處的重復接地。尤其是為了避免雷電波順著低壓配電線路侵入到電力用戶室內(nèi)，對接用戶路線上的絕緣子鐵角，也應該進行安全保護。接地電阻應該小于30 Ω，另外，對于電能表計量裝置的改造工作，也需要引起足夠的重視。

同輸出電力的線路類似，對于配電線路的雷電防護，同理亦能夠選取恰當?shù)谋芾自O備。不同電壓等級和不同的線路所采取的措施是不同的。在設計220 V低壓配電防雷系統(tǒng)時，一方面需要考慮采取預防直擊雷的措施，另一方面要考慮對雷電的電磁脈沖防護手段。

1 防雷接地的目的及工作原理

雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，具有一定的可預見性。雷電的發(fā)生頻率是很高，而且它可能會跟人們平時使用的電相互吸引，從而發(fā)生電擊現(xiàn)象，嚴重威脅人們的生命財產(chǎn)安全，同時也可能導致配電系統(tǒng)的癱瘓。配電系統(tǒng)的防雷保護工程就顯得尤為重要。幸而，隨著科技的發(fā)達，一般只要掌握了常規(guī)的避雷方法，就能夠避免雷電的危害。當雷電發(fā)生之前，把全部電閘切斷，就能在很大程度上避免雷擊災害。

另外，鑒于建筑物中的有許多導體，而且很大一部分是具有優(yōu)良的導電性能的金屬導體。在導體沒有通電的條件下，也不能完全避免雷擊現(xiàn)象的發(fā)生。

配電系統(tǒng)的防雷接地是依據(jù)雷擊的產(chǎn)生原理進行的設計：通過將雷電的能量在人為設計的安全線路中泄出到大地中，實現(xiàn)保護用電裝置和建筑的效果。人類利用金屬導體，把雷電電流吸引過來，并在大地內(nèi)部預前安置好接地網(wǎng)絡，運用這些導電網(wǎng)，把強大的電流引入大地，從而降低雷電中的電流對建筑的損害程度。

2 低壓供電系統(tǒng)防雷設計方案

關于防雷區(qū)域的分別，依據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》的相應規(guī)定，對低壓配電系統(tǒng)的防雷應該劃分為三個區(qū)域（第一防護區(qū)域LPZ1、第一防護區(qū)域LPZ2、后續(xù)防護區(qū)域LPZn），一一進行針對性的設計和改良。具體來說，各個分區(qū)的界面處需安裝雷電過電壓的保護設備，假若僅做單級雷電防護，有可能由于雷電流過大導致泄流后的殘壓過大，對其中抗雷擊保護的能力不足的設備造成較為嚴重的損壞。在220V低壓配電系統(tǒng)的設置中，采取兩級以上的保護，可以更為有效的防范從直擊雷到浪涌的各等級過電壓的侵襲、損壞[1]。

（1）外來導體的布置

防護系統(tǒng)的外來導體，具體有：通訊電纜線、金屬材質(zhì)的水管、電力電纜鎧裝外包皮、電纜管等等。

（2）埋置導體的保護

低壓配電系統(tǒng)的接地網(wǎng)絡，應該依照具體的地質(zhì)狀況，進行建設。接地網(wǎng)絡中的導體埋置深度，必須通過精準的設計、安排才能確定。當導體埋置在土壤中時，由于長期遭受到土壤中部分礦物質(zhì)的侵蝕，導電能力下降，這使得防雷接地設備不能達到預期的防護效果。同時，由于導體埋在地下，其具體的腐蝕狀況難以進行檢測，很容易被檢測、維護部門所忽視。

在對接地網(wǎng)絡進行建設的過程中，應強調(diào)對導體的保護。首先，埋置地的土壤具體狀況要提前探測、掌握。最好選擇地質(zhì)狀況良好的地區(qū)。尤其是土壤的酸堿度如果過大，對埋置導體的損害會更加嚴重。第二，在導體的埋置環(huán)節(jié)，需要安置充分的保護裝備，這有助于延長導體的使用壽命?，F(xiàn)在來說，行業(yè)中常用的方式是所謂的陰極保護法：在埋置導體上焊接具有更強金屬活動性的材質(zhì)，保證埋置物受到土壤中的化學物質(zhì)作用時，這些被焊接物質(zhì)會首先被發(fā)生反應，從而達到間接維護導體本身的目的。

（3）對于外部電源路線中浪涌保護器的安置處理

首先，應根據(jù)《建筑物的防雷設計規(guī)范》以及《雷電電磁脈沖的防護》的標準，對浪涌保護器進行布置和設計。通過多級的浪涌保護器，會使得雷電流的沖擊逐步降低強度，這種措施為浪涌保護器的安置施工環(huán)節(jié)提供了便利的條件。對于浪涌保護器的安裝，需要通過設計線路實現(xiàn)聯(lián)接，注意線路中的電感在雷電波的頻率下不能輕視，導線的電感與其長度呈正相關[2]。

進行分區(qū)的多級布置，能使浪涌保護器因自身放電的電磁脈沖的干擾減弱。發(fā)射時的功率與電壓、電流強度成正比。當電磁波的功率達到相應數(shù)值時，它會擾亂微電子設備的正常運行，甚至會對微電子器械產(chǎn)生破壞。當電流的強度及電壓數(shù)值增大時，發(fā)射功率也因此而增強，這時就很容易由于浪涌保護器的雷電流泄放過大而威脅微電子裝置的正常、有序工作。

（4）多種自動化裝置的全面防雷保護

較高建筑中的計算機等電子器械的首個保護屏障，因為通訊電臺需要經(jīng)由信號電纜，和通訊塔上的天線進行聯(lián)系。所以，對于通訊電纜的外皮，必須做好多點重復接地，而且跟建筑樓內(nèi)的接地網(wǎng)連接起來，從而形成等電位。其次，應該安置避雷器等。

對于建筑樓內(nèi)部的電子裝置，最關鍵的是不能采取把各個獨立的接地網(wǎng)獨立分開或者專用的方式，而必須保證把它們連成一個共用的接地系統(tǒng)。對于全部建筑大樓中的電氣、電子裝備，必須采取逐步深入的防雷保護策略：第一，做好大樓內(nèi)電源的防雷接地；第二，在各個機房和器械裝備的端口安置對應的避雷裝置。只有這樣，才能夠在真正意義上，防止雷電波的侵入和反擊，以免造成不可挽回的經(jīng)濟財產(chǎn)損失。

在建筑物的設計和施工環(huán)節(jié)，必要參考作為引下線、網(wǎng)絡接閃設備以及接地體的鋼筋網(wǎng)絡間的電氣連接狀況。構建具有較為理想的避雷功能的“法拉第籠式”設備。建筑物的鋼筋混凝土與防雷網(wǎng)絡進行合理結合，成為國內(nèi)外運用頗為廣泛的可靠防雷方式[3]。在具體的設計、施工工作中，為了便于與室內(nèi)外的接地線很好的連和，需要提前留出從各層樓板、柱、梁內(nèi)的鋼筋焊出頭。

（5）民用建筑用電裝置及電源線路的防雷策略

伴隨國家科學技術和經(jīng)濟的發(fā)展，很多節(jié)能電力設備的配套裝置得到普遍運用。其中，太陽能電熱器更是因其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點，越來越得到民用住房建設的喜愛。但對于伸出到屋面的這些設備，可能會引起的雷電侵入問題，必須引起足夠的重視。很多居民用戶以為，只要使上述裝置在房頂避雷器的保護范圍中，就不需要擔心雷害問題，沒有意識到對于各種科學的配套保護機制的使用。

3 220 V配電系統(tǒng)的運行維護

（1）檢測排查

在系統(tǒng)的防雷保護裝置開始運行之后，還需要嚴格的審核全部的接線的具體安裝狀況。檢測后，進行運行測試，對系統(tǒng)及裝備的工作運行狀況進行觀察。若發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，應該對問題進行及早處理，以免干擾配電系統(tǒng)的正常運轉。

（2）特殊時期的監(jiān)護工作

通常，相關負責單位應順應氣候、天氣變化，做好相應的防備工作。比如，在雨季來臨之前，需要進行有針對性的監(jiān)護工作。進行全面的檢查和維修是必要的。主要檢測接地狀況、設備損耗情況等關鍵性細節(jié)。[4]在需要時，還應該對地下的隱蔽掩埋部位進行抽查，查看其腐銹狀況，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。

另外，在每年的雷雨季節(jié)前，還應該對運行中的浪涌保護器進行一次安全檢測。在雷雨季節(jié)時，更要強化外觀巡視工作，以便及時排查隱患。

（3）定期檢測監(jiān)督與信息保存工作

首先，在防雷系統(tǒng)安置中，必須對接地網(wǎng)的接地電阻等關鍵環(huán)節(jié)，確保一年起碼要開展1—2次的安全審核。另外，防雷工程的相關施工單位，在科學合理的前提下，必須依據(jù)設計的要求進行嚴格化施工，而且在工程建設過程中，相應的管理部門要有專人負責監(jiān)督，針對隱蔽工程要進行隨工驗收，關鍵點處應及時進行錄像或拍照證據(jù)，而且把所記的相關資料妥善存檔。

4 結語

該篇對220 V配電系統(tǒng)雷電防護的原理及方案做了簡要的探析。雷電災害的破壞作用是巨大的，對國家的生命財產(chǎn)、經(jīng)濟生產(chǎn)都構成很大的威脅。責任單位必須嚴格遵循等電位的規(guī)律，依照各個地方的具體情況，選取質(zhì)量可靠的電氣設備、防雷裝置，確實做好科學、達標的共用接地系統(tǒng)安全防護，并堅持后期的運行維護、常規(guī)檢測，以避免遭受雷擊危害。

［1］黃其勵，高元楷.電力工程師手冊［M］.北京：中國電力出版社，2012.

［2］梅衛(wèi)群，江燕如.建筑物防雷工程與設計［M］.北京：氣象出版社，2009.

［3］呂安崢.高層民用建筑的防雷體系及防雷措施［J］.山西建筑，2010，12（15）：151-152.

［4］張緯紱，何金良，高玉明.過電壓防護及絕緣配合［M］.北京：清華大學出版社，2012.

The Lightning Protection of 220V Power Distribution System

ZHOU Zhao-hua
（Guangdong WeiHeng Power Transmission&Transformation Engineering Co.，Ltd，F(xiàn)oshan528200，China）

Throughout the development of the entire national economy， Electricity，electric power plays an irreplaceable important influence.Electricity is the main power of modern industrial production， people's life and the normal operation of enterprises and institutions，is the foundation of material technology，which is indispensable to the processing modern civilization.In order to ensure the safety of people's life and property and reliable power supply during the runtime of production and operation，we should set up lightning protection according to the actual situation.In this paper，we explore and analyse the purpose of the 220V power distribution system grounding，working principle，the scheme of the lightning protection and operation maintenance.

220V power distribution system；lightning protection；tactics

TM642

B

1009－9492(2014)07－0215－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.060

周兆華，男，1972年生，廣東佛山人，大學本科，工程師。研究領域：電氣施工管理。

(編輯：王智圣)

2014－03－27