劉津杰

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

1 電氣設(shè)計(jì)防雷接地相關(guān)概述

在市政工程建設(shè)過程中，電氣設(shè)計(jì)是重要的內(nèi)容，不但要求必須具備較高的安全性，同時必須保證維護(hù)的便利性，為電力設(shè)備的運(yùn)行提供有效支撐。在電氣設(shè)計(jì)中，尤其是安全設(shè)計(jì)模塊，防雷接地是較為核心的部分，是防止雷電對電氣設(shè)備、系統(tǒng)造成安全問題，以及火災(zāi)事故防范的重要措施。此外，有效的防雷接地設(shè)計(jì)評估工作對防止造成設(shè)備損傷，避免電氣施工危險(xiǎn)也有著較為重要的作用[1-2]。所以防雷接地工作必須引起電氣設(shè)計(jì)單位的高度重視。在市政工程電氣設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)格遵循電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求，落實(shí)好防雷接地施工，確保防雷接地設(shè)備的安全。雷擊防控是防雷接地的主要目的，在安裝相關(guān)裝置過程中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)電氣電力設(shè)備安裝流程，進(jìn)行防雷接地裝置的規(guī)范安裝，科學(xué)、合理地安裝好防雷接地必要的避雷裝置、設(shè)備，如避雷針、避雷器等，達(dá)到降低雷擊，有效防損等目的，為市政工程建設(shè)運(yùn)行的順利、順暢提供保障[3]。

2 做好防雷接地工作的重要性

在市政工程建設(shè)過程中電氣系統(tǒng)是重要的組成部分，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著至關(guān)重要的作用。城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開安全的電氣設(shè)計(jì)保障，而防雷接地工作對于保障城市電力系統(tǒng)運(yùn)行安全極為重要。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，雷電是影響其安全性的重要因素，雷擊導(dǎo)致的電力安全事故也較為常見。在市政工程中電氣設(shè)計(jì)防雷等級與城市等級、市政技術(shù)有著較為密切的聯(lián)系，嚴(yán)格按照市政安全等級進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)對于保護(hù)市政設(shè)備免受雷電破壞有著重要的現(xiàn)實(shí)作用。

在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中，部分設(shè)備出現(xiàn)漏電、短路等現(xiàn)象較為常見，極易引起火災(zāi)、觸電等安全問題，進(jìn)行有效的接地設(shè)計(jì)則能夠很好地避免這些問題的發(fā)生，更好地保障人們生命、財(cái)產(chǎn)安全。在市政工程建設(shè)與運(yùn)行過程中，由于受到諸多因素的影響，難免會產(chǎn)生安全隱患，特別是在供配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備方面，有效的防雷接地設(shè)計(jì)可預(yù)防設(shè)備漏電，確保城市用電安全、供配電平穩(wěn)。

3 市政工程電氣設(shè)計(jì)防雷接地存在的主要問題分析

3.1 設(shè)計(jì)要求不明確

在市政電氣設(shè)計(jì)防雷接地工作中，缺乏明確的設(shè)計(jì)要求是較為嚴(yán)重的問題，極易引發(fā)一系列不良反應(yīng)。由于防雷接地設(shè)計(jì)的主要原理是把雷擊產(chǎn)生的瞬時巨大電流借助接地系統(tǒng)輸送到地面，以免電氣設(shè)備、系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施等遭到破壞。但是在進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)中，對質(zhì)量的把控有著較為嚴(yán)格的要求，要確保有效控制各個設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，特別是在雷電高發(fā)區(qū)域，必須適當(dāng)提高防雷接地設(shè)計(jì)等級。但是，設(shè)計(jì)人員極易忽視城市實(shí)際情況，主要是依靠歷史數(shù)據(jù)與自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)，難以保障防雷接地的質(zhì)量和應(yīng)用效果。

3.2 線路安全設(shè)計(jì)不合理

防雷接地線路設(shè)計(jì)問題也是影響電氣設(shè)計(jì)及電氣系統(tǒng)運(yùn)行的重要問題。在雷電高發(fā)時節(jié)，若是雷擊產(chǎn)生的巨大電流未能以較快的速度導(dǎo)入地面，極易產(chǎn)生火花弧，在空氣催化作用下而產(chǎn)生明火，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。而在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)與維修防護(hù)人員在進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)與防護(hù)過程中安全意識不強(qiáng)，忽視線路設(shè)計(jì)的檢查與線路運(yùn)行維護(hù)合理性，嚴(yán)重降低雷電電流感應(yīng)的靈敏度，會引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

3.3 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善

在市政工程電氣設(shè)計(jì)中，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)是較為重要的內(nèi)容，并且照明系統(tǒng)防雷接地設(shè)計(jì)在較大程度上影響城市照明設(shè)備使用壽命以及人們的舒適體驗(yàn)。目前，TN-S是市政照明接地的主要應(yīng)用模式，能夠在很大程度上保障照明系統(tǒng)安全。然而，TN-S模式防雷接地設(shè)計(jì)不完善，一旦發(fā)生雷擊，極易導(dǎo)致市政照明系統(tǒng)癱瘓，主要是由于TN-S模式下的防雷節(jié)電設(shè)計(jì)未能實(shí)現(xiàn)良好的等電位連接，直接暴露在外界環(huán)境中，極易受到外界環(huán)境影響而發(fā)生安全問題。

3.4 10 kV配變電設(shè)計(jì)問題

電力系統(tǒng)對于城市運(yùn)行至關(guān)重要，而且城市用電需求量較大，所以配變電防雷接地設(shè)計(jì)對于城市運(yùn)行發(fā)展的影響是巨大的。目前，一些較為發(fā)達(dá)的城市在配變電設(shè)計(jì)方面有效構(gòu)建了DMS/SCADA系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站運(yùn)行情況的自動監(jiān)測，供配電工作效率大幅提升。即便如此，系統(tǒng)整體運(yùn)行的自動化水平仍然較低，普通城市的配變電設(shè)計(jì)更為嚴(yán)重，緊急預(yù)警與管理機(jī)制的缺失，使得10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在防雷接地方面存在著較大漏洞與隱患，不利于配電系統(tǒng)的高效、安全運(yùn)行。

4 優(yōu)化市政工程電氣設(shè)計(jì)防雷接地相關(guān)對策

4.1 防雷接地設(shè)計(jì)系統(tǒng)化

在市政工程電氣設(shè)計(jì)中，防雷接地設(shè)計(jì)需結(jié)合實(shí)際需要，明確設(shè)計(jì)方向，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化與制度化，確保防雷接地設(shè)計(jì)的可行性。防雷接地設(shè)計(jì)，需結(jié)合城市、環(huán)境等差異性進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，在水廠中的防雷接地設(shè)計(jì)中考慮到諸多設(shè)備運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，不確定因素的影響較大，對此進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)時可將導(dǎo)線和鋼筋相連實(shí)現(xiàn)電位相等，靈敏性較高的儀器設(shè)備也需進(jìn)行充分的接地處理。又如在橋梁公路的防雷接地設(shè)計(jì)主要是采用把墻上金屬與橋墩元件進(jìn)行焊接的方式，實(shí)現(xiàn)對雷電電流的有效導(dǎo)入。

4.2 優(yōu)化TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)是防雷接地設(shè)計(jì)中故障頻發(fā)位置，因此優(yōu)化TN系統(tǒng)極為必要。安排專業(yè)人員對裝置系統(tǒng)的靈敏度進(jìn)行定期檢測，對低壓斷路器數(shù)值進(jìn)行檢測，并對裝置靈敏度加以分析，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的全面掌握。在完成檢測之后，還需進(jìn)行必要的裝置靈敏度驗(yàn)算，分析檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行設(shè)備檢測時需要確保裝置安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，對此，可通過在裝置中安裝低壓斷路器來保障設(shè)備安全，雷擊發(fā)生時雷擊斷路器在5 s內(nèi)斷開，采用脫扣器對接地性能進(jìn)行輔助，以免雷擊破壞設(shè)備。

4.3 優(yōu)化電纜接地設(shè)置

對建筑內(nèi)電纜線路進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)也是極為重要的，在對建筑原有接地設(shè)計(jì)進(jìn)行全面檢查的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的優(yōu)化、改良，制定出有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，通過對建筑線路回路狀況分析，以設(shè)計(jì)圖紙與預(yù)留電纜鋪設(shè)設(shè)計(jì)為依據(jù)，進(jìn)行電纜接地設(shè)計(jì)，確保各個用戶用電安全。在進(jìn)行電纜接地設(shè)計(jì)之前，需要對其內(nèi)部變壓器位置、系統(tǒng)電荷電量等參數(shù)進(jìn)行確定，為電纜后續(xù)使用安全提供保障，更好地發(fā)揮其作用。此外，還必須做好建筑消防配備設(shè)計(jì)與相關(guān)措施，為建筑安全提供有效保障。

4.4 優(yōu)化10 kV防雷接地設(shè)計(jì)

在對10 kV防雷接地設(shè)計(jì)過程中，可采用低電阻防雷接地故障信號設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)對雷擊故障點(diǎn)的有效反饋。其原理是當(dāng)雷電與電阻、分布電容、中性點(diǎn)等位置進(jìn)行直接接觸發(fā)生故障時，會產(chǎn)生一定的故障電流，通過對電流傳播的監(jiān)控明確故障位置，有效提高故障維修效率。在對10 kV變配系統(tǒng)進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)過程中，需高度重視接地體設(shè)計(jì)，確保接地體與配電所具備3 m以上的安全距離，若是接地體的長度大于2.5 m則兩根接地體間距需確保5 m左右，采用閉合環(huán)路的方式進(jìn)行接地網(wǎng)設(shè)計(jì)，通過增加外引式接地體的方式確保接地電阻符合防雷接地設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

近年來，城市化建設(shè)水平越來越高，也使得市政工程建設(shè)備受關(guān)注。在市政工程建設(shè)過程中，電氣工程是較為重要的基礎(chǔ)組成，對于城市的運(yùn)行有著極為重要的作用。在市政工程中，電氣系統(tǒng)和電力系統(tǒng)緊密相連，電力系統(tǒng)中的防雷接地工作顯得非常重要，是保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定的重要保障。因此，在市政工程電氣設(shè)計(jì)過程中，必須重視和加強(qiáng)對電氣防雷接地工作的質(zhì)量控制，確保市政電力系統(tǒng)高度安全，為人們高質(zhì)量生活提供有效保障。