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(hù)

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(jì)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(jìn)程中不可或缺的物質(zhì)技術(shù)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(yīng)該根據(jù)實際情況進(jìn)行防雷保護(hù)設(shè)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(hù)進(jìn)行探析。關(guān)鍵詞：220V配電系統(tǒng)；防雷保護(hù)；策略

在全社會經(jīng)濟(jì)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(guān)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(yīng)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(guān)系人民切身利益的話題。結(jié)合低壓配電系統(tǒng)的特點，對系統(tǒng)的防雷設(shè)備進(jìn)一步建造完善，為電氣運行與設(shè)計人員提供一定的幫助。

對于220 V低壓線路的合理規(guī)設(shè)，應(yīng)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(yīng)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(yīng)的線頭應(yīng)該合理的在電源點進(jìn)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(jìn)行多次的接地保護(hù)；而且，進(jìn)行循環(huán)式接地的設(shè)備，其接地電必須小于等于10 Ω。對于比較長的一些電路，應(yīng)有不少于3處的重復(fù)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(yīng)該進(jìn)行安全保護(hù)。接地電阻應(yīng)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(hù)，同理亦能夠選取恰當(dāng)?shù)谋芾自O(shè)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(shè)計220 V低壓配電防雷系統(tǒng)時，一方面需要考慮采取預(yù)防直擊雷的措施，另一方面要考慮對雷電的電磁脈沖防護(hù)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(yù)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(yán)重威脅人們的生命財產(chǎn)安全，同時也可能導(dǎo)致配電系統(tǒng)的癱瘓。配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)工程就顯得尤為重要。幸而，隨著科技的發(fā)達(dá)，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(dāng)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(zāi)害。

另外，鑒于建筑物中的有許多導(dǎo)體，而且很大一部分是具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能的金屬導(dǎo)體。在導(dǎo)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(jìn)行的設(shè)計：通過將雷電的能量在人為設(shè)計的安全線路中泄出到大地中，實現(xiàn)保護(hù)用電裝置和建筑的效果。人類利用金屬導(dǎo)體，把雷電電流吸引過來，并在大地內(nèi)部預(yù)前安置好接地網(wǎng)絡(luò)，運用這些導(dǎo)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(shè)計方案

關(guān)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(shù)規(guī)范》的相應(yīng)規(guī)定，對低壓配電系統(tǒng)的防雷應(yīng)該劃分為三個區(qū)域（第一防護(hù)區(qū)域LPZ1、第一防護(hù)區(qū)域LPZ2、后續(xù)防護(hù)區(qū)域LPZn），一一進(jìn)行針對性的設(shè)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(hù)設(shè)備，假若僅做單級雷電防護(hù)，有可能由于雷電流過大導(dǎo)致泄流后的殘壓過大，對其中抗雷擊保護(hù)的能力不足的設(shè)備造成較為嚴(yán)重的損壞。在220V低壓配電系統(tǒng)的設(shè)置中，采取兩級以上的保護(hù)，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(dǎo)體的布置

防護(hù)系統(tǒng)的外來導(dǎo)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(dǎo)體的保護(hù)

低壓配電系統(tǒng)的接地網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該依照具體的地質(zhì)狀況，進(jìn)行建設(shè)。接地網(wǎng)絡(luò)中的導(dǎo)體埋置深度，必須通過精準(zhǔn)的設(shè)計、安排才能確定。當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)電能力下降，這使得防雷接地設(shè)備不能達(dá)到預(yù)期的防護(hù)效果。同時，由于導(dǎo)體埋在地下，其具體的腐蝕狀況難以進(jìn)行檢測，很容易被檢測、維護(hù)部門所忽視。

在對接地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)的過程中，應(yīng)強調(diào)對導(dǎo)體的保護(hù)。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(dǎo)體的損害會更加嚴(yán)重。第二，在導(dǎo)體的埋置環(huán)節(jié)，需要安置充分的保護(hù)裝備，這有助于延長導(dǎo)體的使用壽命。現(xiàn)在來說，行業(yè)中常用的方式是所謂的陰極保護(hù)法：在埋置導(dǎo)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(xué)物質(zhì)作用時，這些被焊接物質(zhì)會首先被發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到間接維護(hù)導(dǎo)體本身的目的。

（3）對于外部電源路線中浪涌保護(hù)器的安置處理

首先，應(yīng)根據(jù)《建筑物的防雷設(shè)計規(guī)范》以及《雷電電磁脈沖的防護(hù)》的標(biāo)準(zhǔn)，對浪涌保護(hù)器進(jìn)行布置和設(shè)計。通過多級的浪涌保護(hù)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(hù)器的安置施工環(huán)節(jié)提供了便利的條件。對于浪涌保護(hù)器的安裝，需要通過設(shè)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(dǎo)線的電感與其長度呈正相關(guān)[2]。

進(jìn)行分區(qū)的多級布置，能使浪涌保護(hù)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(dāng)電磁波的功率達(dá)到相應(yīng)數(shù)值時，它會擾亂微電子設(shè)備的正常運行，甚至?xí)ξ㈦娮悠餍诞a(chǎn)生破壞。當(dāng)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(hù)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(hù)

較高建筑中的計算機(jī)等電子器械的首個保護(hù)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(jìn)行聯(lián)系。所以，對于通訊電纜的外皮，必須做好多點重復(fù)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(yīng)該安置避雷器等。

對于建筑樓內(nèi)部的電子裝置，最關(guān)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(hù)策略：第一，做好大樓內(nèi)電源的防雷接地；第二，在各個機(jī)房和器械裝備的端口安置對應(yīng)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(jì)財產(chǎn)損失。

在建筑物的設(shè)計和施工環(huán)節(jié)，必要參考作為引下線、網(wǎng)絡(luò)接閃設(shè)備以及接地體的鋼筋網(wǎng)絡(luò)間的電氣連接狀況。構(gòu)建具有較為理想的避雷功能的“法拉第籠式”設(shè)備。建筑物的鋼筋混凝土與防雷網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理結(jié)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(shè)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(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多節(jié)能電力設(shè)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(shè)的喜愛。但對于伸出到屋面的這些設(shè)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(hù)范圍中，就不需要擔(dān)心雷害問題，沒有意識到對于各種科學(xué)的配套保護(hù)機(jī)制的使用。

3 220 V配電系統(tǒng)的運行維護(hù)

（1）檢測排查

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

（2）特殊時期的監(jiān)護(hù)工作

通常，相關(guān)負(fù)責(zé)單位應(yīng)順應(yīng)氣候、天氣變化，做好相應(yīng)的防備工作。比如，在雨季來臨之前，需要進(jìn)行有針對性的監(jiān)護(hù)工作。進(jìn)行全面的檢查和維修是必要的。主要檢測接地狀況、設(shè)備損耗情況等關(guān)鍵性細(xì)節(jié)。[4]在需要時，還應(yīng)該對地下的隱蔽掩埋部位進(jìn)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(yīng)該對運行中的浪涌保護(hù)器進(jìn)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(guān)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(guān)施工單位，在科學(xué)合理的前提下，必須依據(jù)設(shè)計的要求進(jìn)行嚴(yán)格化施工，而且在工程建設(shè)過程中，相應(yīng)的管理部門要有專人負(fù)責(zé)監(jiān)督，針對隱蔽工程要進(jìn)行隨工驗收，關(guān)鍵點處應(yīng)及時進(jìn)行錄像或拍照證據(jù)，而且把所記的相關(guān)資料妥善存檔。

4 結(jié)語

該篇對220 V配電系統(tǒng)雷電防護(hù)的原理及方案做了簡要的探析。雷電災(zāi)害的破壞作用是巨大的，對國家的生命財產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)都構(gòu)成很大的威脅。責(zé)任單位必須嚴(yán)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(shè)備、防雷裝置，確實做好科學(xué)、達(dá)標(biāo)的共用接地系統(tǒng)安全防護(hù)，并堅持后期的運行維護(hù)、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(shè)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(hù)及絕緣配合［M］.北京：清華大學(xué)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(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：電氣施工管理。

(編輯：王智圣)

2014－03－27