配電設備的防雷保護
大家對雷電的危害是有目共睹的。隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展,雷電嚴重威脅著配電設備的安全,輕則配電設備失靈,重則配電設備燒壞,甚至導致人員傷亡。因此加強對雷電的認識,做好相應的防雷措施不容忽視。目前的防雷措施局限性普遍存在,不能做到完全有效地防止雷電的破壞,人們對復雜的雷電機理將進一步研究,努力將雷擊造成的損害降低。
一、雷擊的危害途徑
1、雷擊過電壓
直接雷擊過電壓分為直擊雷和雷電波侵入。帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象,稱為直擊雷。直擊雷擁有巨大的破壞力,不及時瀉放入大地,將嚴重破壞或傷害甚至直接摧毀遭受雷擊的物體。雷電波侵入是指雷電不直接放電在建筑和設備本身,而是對布放在建筑物外部的線纜放電。雷電波以光速沿著電纜傳播,侵入并危及甚至可能在不知不覺中損壞電子設備和控制系統(tǒng)。
2、浪涌電壓
浪涌電壓是指發(fā)生在各類電線上的雷電對線路的感應過電壓。無論是通信線,還是輸電線,只要是金屬線,當雷擊在它們的周圍發(fā)生,電線內(nèi)就會有感應電壓的出現(xiàn)。感應電壓與電線架設的高度,電線距雷電放電點的距離,以及電線的線阻有關。無論是電線的直接雷擊過電壓,還是電線的感應過電壓,都以電壓波的傳播方式傳播。一旦進入室內(nèi)時,就有可能損壞各類電氣設備,甚至造成傷亡。通常情況下為了電線的正常工作,電線的絕緣水平不可能將降低太多,電線的絕緣水平通常要比正常工作電壓高2-3倍。因此,不同類別的電線有著不同的絕緣要求。為了圖方便亂拉線,不管的絕緣水平,或者盲目地提高電線的絕緣水平來降低電線遭雷擊停運的可能性,都會造成雷擊事故的隱患。
3、地電位反擊
具有避雷裝置的建筑物或設施被雷電直接擊中,雷電流將從接地部分流向供接地設備,或者擊穿大地絕緣而流向另一設備,反擊破壞電子設備。導線回路未實行等電位連接,則可能產(chǎn)生火花放電。地電位反擊還可以感生出反擊電壓,有些反擊電壓高達幾千到幾十千伏甚至數(shù)百千伏并且沿著各種形式的接地線,以電磁波的形式向更大的空間范圍傳播,造成大面積的破壞。
4、雷擊電磁脈沖
建筑物附近或建筑物防雷裝置遭受雷擊時,被雷電擊中的裝置的電位升高以及電磁輻射干擾。雷電流沿金屬導體引入造成雷電波侵入建筑物內(nèi)或由于電磁干擾的感應效應使雷擊電磁脈沖以能量場的形式耦合影響敏感的電子信息設備,使之產(chǎn)生過電壓或過電流損壞的現(xiàn)象。
二、配電設備的防雷措施
建筑物本身的防雷性能至關重要,按照國家強制性標準GB50054-95,對設備與建筑物的防雷接地應采用等電位連接,建筑物本身和其內(nèi)外各種導電物用導體焊接起來。現(xiàn)代建筑物防雷主要由頂部避雷帶、網(wǎng)狀接閃器、建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內(nèi)的主鋼筋作引下線,利用地下鋼筋混凝土基礎作為接地體。
為了防止直擊雷,保護室外所有設備,可根據(jù)實際情況,安裝不定數(shù)量的避雷針。加裝避雷器保護室外配電設備,做一接地網(wǎng),保證該接地網(wǎng)與所有設備的接地引下線體焊接。室內(nèi)各種柜外皮、金屬屏與底座槽鋼連接,槽鋼與電纜溝道內(nèi)的電纜支架用鍍鋅扁鋼焊接,與室外接地網(wǎng)形成一個完整的大接地網(wǎng),成為一個整體。從人身和設備安全以及抗干擾的角度來說,保護地的可靠接地非常重要,一般情況下保護地和設備的信號地在其內(nèi)部連接在一起,設備采用共用接地系統(tǒng)。實行等電位連接可以徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,將金屬管道、信號線、電源線通過過壓保護器進行連接,內(nèi)層保護區(qū)的界面處依此進行局部等電位連接,最終與等電位連接母排相連。
屏蔽是減少雷擊電磁波干擾的有效措施。首先可以利用建筑物進行自然屏蔽,在建造建筑物時,將建筑物結構中的自然金屬構件連接在一起,初級屏蔽侵入的雷擊電磁脈沖,降低內(nèi)部配電設備的屏蔽要求。而精密的配電設備,則應采用連續(xù)金屬層封閉,全面截斷雷電電磁脈沖波入侵的通道,并置于專門的屏蔽室內(nèi)。
三、結語
隨著電子技術的發(fā)展,數(shù)字控制技術被廣泛運用于配電設備中,電路的微電子技術成份逐年增加,耐受雷擊及其電磁效應的能力卻降低了,抗雷擊的防護標準逐步提高,必須構建合理高效的分流、屏蔽機制、攔截平臺、接地信號等科技技術措施來加以保護,而在現(xiàn)實生產(chǎn)生活中并沒有得到足夠的重視。另外我國土地遼闊,雷暴日偏多,尤其是南方地區(qū),配電設備受雷擊的侵害較為嚴重,供電可靠性深受影響,給電力企業(yè)帶來了經(jīng)濟損失,也干擾了民眾的日常生活生產(chǎn)。為了防止雷電對配電設備的侵害,保證配電設備的安全運行,有必要有選擇性的采取適當?shù)姆览讚舯Ｗo措施。在工程設計階段就應該認真考慮配電系統(tǒng)的防雷,按照等電位的原則,參照各地的實際情況,做好符合要求的共用接地網(wǎng),避免雷擊的危害。
