电力配电系统的防雷与接地技术探讨

电力配电系统的防雷与接地技术探讨

唐莉 1 闫昆 2

广西桂能科技发展有限公司 2. 广西国电建设工程有限公司

摘要 ：伴随我国现代化技术的不断发展，电力系统的安全性与稳定性也得到了大幅度的提高。同时，在施工建设过程中，由于施工以及设计方面的种种因素，促使电网建设之后产生了雷击事故。深究原因，主要是由于配电系统防雷设计较为单一以及施工技术低下等原因导致的。因此，笔者主要从雷击现象对电力配电系统的危害作为切入点，并详细的对电力配电系统中防雷接地的主要技术策略进行探讨，从而达到有效控制雷击事故的目的。

关键词：电力；配电系统；防雷；接地技术

前言：近些年来，伴随着我国电力行业发展脚步的不断加快，我国电力工程的发展也随之加速。但是，即使配电系统的安全性与可靠性得到了大幅度的提升，但是现实中一些不可抗因素比如雷电等依旧备受重视。由于雷电而发生安全事故的例子比比皆是，不但为电力配电系统迎来严峻的考验，同时还给电力工作者与用电受众的安全带来了威胁，因此， 配电系统应用防雷和接地技术的开展尤为重要。

一、雷击现象对电力配电系统的危害

雷击是一种自然界常见的不可抗现象，当大气中产生多种正负两种电荷的雷云时，若是两种不同电荷的雷云距离过近或者是互相接触，以及雷云和地面凸出物体或建筑靠近时，此时便会在雷云和物体之间发生较为激烈的反应，进而产生一种气体性放点现状，这即是雷电。自然界最最常见的雷击形式大多分为直击雷雷电侵入波以及感应雷等。若是生物遭受到雷击，便会产生严重的受伤甚至死亡的状况，要是电力配电设施以及系统遭受到雷击，那么瞬间就会产生高压刺激，破坏设施以及配电系统的绝缘层，造成短路、起火甚至是爆炸的事故发生。同时还会导致大面积多区域的停电现象。对于电力系统的稳定运行带来消极的作用。另外，雷击还会产生极为强烈的电排斥力，当建筑物遭受雷击时也会促使建筑物本身形态发生损坏甚至是整体倒塌等。所以在电力系统设计工作开展中，想要使雷击发生的概率与事故大幅度降低，必须要采取科学有效的防雷接地技术，常用的防雷接地设计分为接地引下线与接地体两种，而接地电阻的作用便是将雷击所产生 的电流运输到土地中，以免雷击电流对电力配电系统和人体带来损伤。

二、电力配电系统中防雷接地的主要技术策略

（一） 变电站进线的防护措施

在遭受雷击过程中，想要避雷设备中雷击所导致的雷电波和电流的坡度得到有效的大幅度降低，这就需要防雷接地系统在设计阶段就应当针对电网中进线系统设计有效的保护措施。一旦线路中发生了过电压的问题，便会往向变电站传输雷电波。由于闪络电压的落差值占据线路绝缘的二分之一，因此线路中的抗雷击能力整体要强于变电站中设备的抗冲击能力。具体操作可以在变电站的位置附近增设避雷设备，从而来达到变电站进线防雷的目标。

（二）变电站对侵入波的防护

针对于变电站对于侵入波的防治和保护措施而言，其是将阀型的避雷设备设立在变电站的进线位置。该种避雷设备的基本单元是火花 间隙电阻或是非线性电阻。现阶段，配电系统中利用的避雷涉笔大多是是SFZ系列的 阀型避雷设备，其主要是大容量和中等电气设备的保护，而FS 系列的阀型避雷器则主要是针对小容量的配电装置而设立的。

（三）建筑体的防雷接地技术策略

建筑物本身的防雷效果在很大程度上对于电力配电系统与整体电气设备的防雷效果起到决定性作用。一般而言，大部分建筑物本身都是作为其电力设备和内部电力配电系统第一层保护屏障，因此要想最大层度发挥电力配电系统的接地防雷效果，应当使建筑物本身的抗雷击能力大幅度提高。对于建筑物自身和其中电气设备的防雷接地装置而言，务必要遵循对应的规定与要求来进行科学有效的位置摆设，不可直接采用传统的单独应用的接地防雷网。采用等电位了解的方式，将建筑物中设置的自然接地体、人工接地体、设备外导体以及室内设备等实施科学合理的接连，雷击一旦出现，那么雷击所导致的雷电波便会直击地面，产生强烈的电压，这种电压会致使设立在地面的配电系统和设备产生闪络的状况，从而发生短路起火或者爆炸，造成人员的伤亡。通过等电位连接方式将设备与效率互相连接，可以有效规避雷击所导致的损坏，因此，此种防雷接地方法也是现阶段大规模使用并且效果显著的防雷措施。在建筑体防雷接地设计开展阶段，应当遵循建筑体所在的自然环境、天气变化、地理地形等特点等，并将建筑的实际情况结合起来，来制定一套最具系统性的防雷体系，设计科学合理的施工措施。

（四）利用浪涌保护器来保证外电源线路安全

针对外电源线路采用浪涌保护器进行保护 针对外电源线路的防雷接地措施，其可以将防雷接地措施 分为三个级别。

1、第一级电源防雷施工

按照国家的相关规 定，外接金属线路在接入建筑物之前必须在15 m以内穿入预先 设置好的金属管槽，且必须在建筑物的线缆进入端部的低压端 设置浪涌保护器，将可能从外部引入的雷击高电压引入到大地 进行释放，确保设备后续的使用安全。对于该级别的防雷接地， 三相进线必须对每条线路安装15 kA（10/350 μs）以上的通流 容量浪涌保护器，从而将数万伏特甚至十几万伏特的过电压限 制在几千伏特以内。浪涌保护器必须与配电系统的总配电室的 进线端并联，从而达到保护直击雷或者传导雷击的目的。该种 浪涌保护器不会限制后续接入设备的功率，因此可以利用线路 来传输直击雷以及雷击造成的高强感应，达到保护配电系统的 目的。

2、第二级浪涌保护器

其一般是作为次级防雷设备使 用，可以将几千伏特的过电压进行持续的限制，通常可以将之 限制在2 kA以内。该级别的电源浪涌保护设备要求的同流容量 一般在40 kA（8/20μs）的范围内，通过将第一级浪涌保护器释 放之后产生的雷击残压和感应雷击电流进行再次释放。单相线 路以及三相线路都可以使用通流容量为40 kA（8/20μs）的电 源浪涌保护器进行防雷保护控制，该种类型的浪涌保护器一般 并联设置在线路中，而且对后接入的设备公路亦不予以限制。

3、第三级电源防雷

该级别的防雷措施是在进行配电系 统系统性防雷工程施工中比较容易忽略的地方。因为现代电子 设备都使用了大量的集成电路以及精密原建设部，而且这些元 器件的击穿电压一般只有数十伏特，且最大的允许工作电流强 度通常处于mA级别。若不进行第三级别的防雷设置，通过第 一、二级的防雷处理之后，进入设备的雷击电压依然达到上千 伏特，这可能对后续电子设备的使用造成极大的冲击，同时导 致现代的配电系统造成破坏。第三级的浪涌保护器所选择的同 流容量一般为20 kA（8/20μs）的串联式浪涌保护器，而且该浪 涌保护器同样不对后续接入设备的功率进行限制。若配电系统 用于供应单相用电设备，则可以选择同流容量为20 kA的浪涌 保护器，并将其直接与设备的前端串联起来，从而达到对操作 电压以及高压静电产生防范的效果。但是，这种连接方式的缺 陷就是对接入的设备功率有限制作用，通常要求后接入设备的 功率在4 kW以下。

三、结束语

伴随着我国电力行业的持续发展，配电系统保障着人们日常生活中的用电。而配电系统的运行可靠性与稳定性也与日常生活用电安全有着密切的联系。雷电作为一种不可抗自然因素，不断会致使电力系统发生大面积的瘫痪事故，给人们用电体验带来不便，同时还是产生较为严重的安全事故，而且设施与线路遭受雷击而发生的损坏，也会给电力企业带来巨大的经济损失。因此，就电力配电系统而言，当务之急便是进行防雷接地设计，在保障电力系统稳定运行的情况也给人们的用电安全带来了保证。

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