文章编号:100926825(2008)1320211202如何做好配电系统的防雷与接地收稿日期:2008201209作者简介:陆尉初(19752),男,助理工程师,广西中联嘉业房地产投资有限公司,广西南宁　530022陆尉初摘　要:针对雷电的危害,指出了探讨供配电系统防雷接地问题的必要性,从电力线路的防雷与接地、电气设备与电子设备的防雷与接地两方面进行了探讨,以寻找避免雷击事故的方法,从而保证线路和设备免遭雷击。

关键词:配电系统,防雷,接地,电力线路中图分类号:TU856文献标识码:A 近几年随着电网的改造,特别是城网改造和变电所自动化系统的建设,许多建设者可能对这些设备的防雷接地保护还是认识不足,以致造成了多起雷害事故,造成自动化系统的瘫痪和一些电网设备事故,损失是比较严重的。

因此,雷电的危害是有目共睹的。

对配电系统不同环境下的防雷与接地分析如下。

1　电力线路的防雷与接地1.1　输电线路的防雷与接地输电线路的防雷,应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式,并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况,通过技术经济比较,采用合理的防雷方式。

1)35kV 线路不宜全线架设避雷线,一般在变电所的进线段架设1km ～2km 的避雷线,同时在雷电活动强烈的地段架设避雷线,或者安装线路金属氧化物避雷器。

2)110kV 线路应全线架设避雷线,山区应采用双避雷线;但在年平均雷暴日数不超过15d 或运行经验证明雷电活动轻微的地区,可不架设避雷线。

3)220kV 线路应全线架设避雷线,同时应采用双避雷线。

对于架设避雷线的线路,应注意杆塔上避雷线对边导线的保护角,保护角一般采用20°～30°,同时做好杆塔的接地。

根据土壤电阻率的不同,杆塔的工频接地电阻,不宜大于以下所列数值:地壤电阻率(Ω・m ):100及以下,100以上～500,500以上～1000;工频接地电阻(Ω):10,15,20。

对于35kV 线路装设的金属氧化物避雷器的技术参数,一般组冷冻水流量q 冷冻水=5.4m 3/h ;热电偶测得的平均温差为:ΔT 井水=3.5℃,ΔT 冷冻水=4.5℃。

5)地源热泵机组制冷能效系数:CO P =QW。

其中,Q 为输出冷量,即用户所得冷量;W 为机组消耗的功。

经计算得出:在压缩机运行(非满负荷运行)的情况下,该地源热泵系统的平均CO P 值为4.0,远高于常规空调系统。

因此,通过对数据的分析,可以得出结论:1)该地源热泵系统较之常规空调系统节能,能够为用户节约较多的电能,而且采用的热泵机组自动化程度比较高,压缩机在全天的运行当中是间歇运行的,这样能对提高系统的COP 有所帮助。

2)土壤温度的变化在全天的运行当中,可以说基本上没有变化。

因此,如果机组采用间歇运行,地源热泵系统的地埋管对周边土壤的温度场的影响基本上可以忽略,而无需担心热量排入地下而带来的升温。

同时这也表明了小型地源热泵系统运行工况的稳定性。

4　结语经过对地源热泵系统的实测,表明该地源热泵系统运行情况是良好的,明显优于空气源空调,因此,地源热泵系统在北京地区(特别对于别墅型用户)是值得推广的。

但是,不能忽视的是,在实测过程中所碰到的一个最大问题是:用该套系统在读数过程中,所测量的波动比较大,需要对所采集的大量数据进行筛选。

这样大工作量的筛选,较为繁琐,而且对真实情况有所影响,所以亟待解决。

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1.2　配电线路的防雷与接地与输电线路一样,配电线路的防雷也可采用避雷线或者避雷器,对于不同电压等级和不同线路采取的措施也不一样。

1)10kV 裸导线线路。

对于10kV 裸导线线路,原则上可以采用避雷线进行防雷保护,但由于成本高,施工不方便,目前基本上都不采用避雷线,而是在一些雷电活动频繁的线段安装避雷器,同时按照要求做好杆塔的接地。

2)10kV 绝缘线线路。

对于架空绝缘线目前可采取以下防雷措施:a.安装避雷线,此种方法避雷效果最好,但可行性和难度大,成本高。

b.提高线路绝缘子耐压水平,将10kV 绝缘子换为防雷绝缘子,将大大提高防雷水平。

c.在多雷区或者按照一定档距安装线路避雷器,减少雷击断线事故。

d.延长闪烁路径,导致电弧容易熄灭,局部增加绝缘强度,如在导线与绝缘子相连处加强绝缘,以及采用长闪烁路径避雷器等。

e.局部剥离绝缘导线,使之局部成为裸导线,从而电弧能在剥离部分滑动,而不是固定在某一点烧蚀,同时也可为以后施工提供一个挂地线点。

3)低压配电线路。

低压线路应从变压器出口处安装低压避雷器或击穿保险器,同时做好接地,接地装置的接地电阻不应大于4Ω。

中性点直接接地的低压电力网中的中性线应在电源点接地。

低压配电线路,在干线和分支线终端处应重复接地,每年重复接地装置的接地电阻应不大于10Ω,对于较长的线路,重复接地应不少于3处。

特别是为防止雷电波沿低压配电线路侵入用户,对于接户线上的绝缘子铁角应接地,接地电阻应小于30Ω,这一点对于进行一户一表改造工作尤其应引起重视。

1.3　电力电缆线路的防雷与接地电力电缆由于其本身结构特点和与其他电气设施连接的要求,根据不同电压等级采取不同的防雷方法。

对于35kV 及以下电压等级的电力电缆,基本上应采取在电缆终端头附近安装避雷器,同时终端头金属屏蔽、铠装必须接地良好。

对于110kV 及以上的高压电缆,当电缆线路遭受雷电冲击电压作用时,在金属护套的不接地端或交叉互连处会出现过电压,可能会使护层绝缘发生击穿,应采取以下保护方案之一:1)电缆金属护套一端互连接地,另一端接保护器。

2)电缆金属护套交叉互连,保护器Y 0接线。

3)电缆金属护套交叉互连,保护器Y 接线或Δ接线。

4)电缆金属护套一端互连接地加均压线。

5)电缆金属护套一端互连接地加回流线。

2　电气设备与电子设备的防雷与接地2.1　变电所设备的防雷与接地变电所设备的防雷离不开建筑物的防雷,按照最新的强制性G B 50054295,对建筑物与设备的防雷接地应采用等电位连接,而不是传统上分别做独立的接地网。

因此,对于附近尚处在大地电位的电气、电子设备和人产生旁侧闪烁,容易引起设备和人身事故。

所以等电位连接是防雷的关键措施之一。

1)所内建筑物的防雷。

建筑物本身的防雷装置是建筑物内电气设备及系统防雷的第一道屏障,建筑物本身的防雷性能直接影响到内部的电气设备的防雷,因此首先必须重视建筑物本体的防雷。

现代建筑物防雷主要由顶部避雷带、网状接闪器、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线,利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。

在建筑物设计和施工时就要考虑到作为网状接闪器、引下线和接地体的钢筋网络之间的电气连接,使之成为较理想的“法拉第笼”式避雷器。

防雷网与建筑物钢筋混凝土相结合,已成为国内外公认的经济可靠的防雷方式,因此在设计、施工时都应预留从各层楼板、梁、柱内钢筋焊出接头,以便与室内外接地线相连。

2)室外设备的防雷。

为了防止直击雷,室外可根据需要,安装一支或多支避雷针,计算其保护范围,以达到保护室外所有设备要求为原则。

同时对于室外架构母线和变压器中性点应加装避雷器保护,室外做一接地网,所有设备的接地引下线都与该接地体焊接,以保证等电位。

为了防止雷击产生过电压,各种设备的绝缘水平应能满足电压对该设备的绝缘要求,在设备定货和出厂试验时应严格把关,按照规程要求确保设备绝缘耐压水平,以防雷害击穿。

3)室内设备的防雷。

室内各种金属屏、柜外皮均应与底座槽钢可靠焊接或用螺栓连接,保证接触良好,同时槽钢应与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接起来,形成一个整体,与室外接地网形成一个完整的大接地网。

2.2　计算机、通讯等自动化设备的防雷接地大楼内计算机等电子设备的第一道保护屏障,由于通讯电台必须通过信号电缆与通讯塔上天线相连,因此对于通讯电缆外皮必须做好接地(多点重复接地),并与大楼的接地网连接起来形成等电位,同时可以加装避雷器。

对于通讯电台应加串口保护器如SD252V24/24,其他电子设备的通讯接口都应加装相应的串口保护器,其实就是各种小防雷器(OBO ,PHOEN IX 都有相应接口的保护器)。