配電設(shè)備的防雷保護(hù)
大家對(duì)雷電的危害是有目共睹的。隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,雷電嚴(yán)重威脅著配電設(shè)備的安全,輕則配電設(shè)備失靈,重則配電設(shè)備燒壞,甚至導(dǎo)致人員傷亡。因此加強(qiáng)對(duì)雷電的認(rèn)識(shí),做好相應(yīng)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(duì)復(fù)雜的雷電機(jī)理將進(jìn)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(guò)電壓
直接雷擊過(guò)電壓分為直擊雷和雷電波侵入。帶電的云層對(duì)大地上的某一點(diǎn)發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象,稱(chēng)為直擊雷。直擊雷擁有巨大的破壞力,不及時(shí)瀉放入大地,將嚴(yán)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(shè)備本身,而是對(duì)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(jué)中損壞電子設(shè)備和控制系統(tǒng)。
2、浪涌電壓
浪涌電壓是指發(fā)生在各類(lèi)電線上的雷電對(duì)線路的感應(yīng)過(guò)電壓。無(wú)論是通信線,還是輸電線,只要是金屬線,當(dāng)雷擊在它們的周?chē)l(fā)生,電線內(nèi)就會(huì)有感應(yīng)電壓的出現(xiàn)。感應(yīng)電壓與電線架設(shè)的高度,電線距雷電放電點(diǎn)的距離,以及電線的線阻有關(guān)。無(wú)論是電線的直接雷擊過(guò)電壓,還是電線的感應(yīng)過(guò)電壓,都以電壓波的傳播方式傳播。一旦進(jìn)入室內(nèi)時(shí),就有可能損壞各類(lèi)電氣設(shè)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(lèi)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(lái)降低電線遭雷擊停運(yùn)的可能性,都會(huì)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(shè)施被雷電直接擊中,雷電流將從接地部分流向供接地設(shè)備,或者擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)備,反擊破壞電子設(shè)備。導(dǎo)線回路未實(shí)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(dá)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(shí),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(dǎo)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(yīng)效應(yīng)使雷擊電磁脈沖以能量場(chǎng)的形式耦合影響敏感的電子信息設(shè)備,使之產(chǎn)生過(guò)電壓或過(guò)電流損壞的現(xiàn)象。
二、配電設(shè)備的防雷措施
建筑物本身的防雷性能至關(guān)重要,按照國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB50054-95,對(duì)設(shè)備與建筑物的防雷接地應(yīng)采用等電位連接,建筑物本身和其內(nèi)外各種導(dǎo)電物用導(dǎo)體焊接起來(lái)?，F(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(chǔ)作為接地體。
為了防止直擊雷,保護(hù)室外所有設(shè)備,可根據(jù)實(shí)際情況,安裝不定數(shù)量的避雷針。加裝避雷器保護(hù)室外配電設(shè)備,做一接地網(wǎng),保證該接地網(wǎng)與所有設(shè)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(gè)完整的大接地網(wǎng),成為一個(gè)整體。從人身和設(shè)備安全以及抗干擾的角度來(lái)說(shuō),保護(hù)地的可靠接地非常重要,一般情況下保護(hù)地和設(shè)備的信號(hào)地在其內(nèi)部連接在一起,設(shè)備采用共用接地系統(tǒng)。實(shí)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(hào)線、電源線通過(guò)過(guò)壓保護(hù)器進(jìn)行連接,內(nèi)層保護(hù)區(qū)的界面處依此進(jìn)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(jìn)行自然屏蔽,在建造建筑物時(shí),將建筑物結(jié)構(gòu)中的自然金屬構(gòu)件連接在一起,初級(jí)屏蔽侵入的雷擊電磁脈沖,降低內(nèi)部配電設(shè)備的屏蔽要求。而精密的配電設(shè)備,則應(yīng)采用連續(xù)金屬層封閉,全面截?cái)嗬纂婋姶琶}沖波入侵的通道,并置于專(zhuān)門(mén)的屏蔽室內(nèi)。
三、結(jié)語(yǔ)
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字控制技術(shù)被廣泛運(yùn)用于配電設(shè)備中,電路的微電子技術(shù)成份逐年增加,耐受雷擊及其電磁效應(yīng)的能力卻降低了,抗雷擊的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)逐步提高,必須構(gòu)建合理高效的分流、屏蔽機(jī)制、攔截平臺(tái)、接地信號(hào)等科技技術(shù)措施來(lái)加以保護(hù),而在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中并沒(méi)有得到足夠的重視。另外我國(guó)土地遼闊,雷暴日偏多,尤其是南方地區(qū),配電設(shè)備受雷擊的侵害較為嚴(yán)重,供電可靠性深受影響,給電力企業(yè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)損失,也干擾了民眾的日常生活生產(chǎn)。為了防止雷電對(duì)配電設(shè)備的侵害,保證配電設(shè)備的安全運(yùn)行,有必要有選擇性的采取適當(dāng)?shù)姆览讚舯Ｗo(hù)措施。在工程設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該認(rèn)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(shí)際情況,做好符合要求的共用接地網(wǎng),避免雷擊的危害。
