摘 要：雷電侵入配電系統(tǒng)對建筑物和電力系統(tǒng)的損壞非常巨大，配電系統(tǒng)的防雷保護措施及設計研究極具意義。根據(jù)配電系統(tǒng)的特殊結構分析了雷電侵入的主要原因及其危害，在此基礎上基于現(xiàn)代防雷技術提出了配電系統(tǒng)的防雷措施，并針對性的分析了配電系統(tǒng)的防雷防護設計和方法，最后以昆明火車北站站房及博物館改造工程為實例進行實證分析，一定程度上為配電系統(tǒng)的防雷保護設計提供理論依據(jù)與技術支持。

關鍵詞：配電系統(tǒng)；雷電；防雷保護；實證分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.121

1 引言

雷電是當前人類不能控制和阻止發(fā)生的嚴重自然災害之一，其發(fā)生時具有極快的時間特效，產生較強的電壓與電磁干擾。直接與用戶及設備對接的最后一個電力節(jié)點便是配電系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全嚴重影響了設施運行，因此配電系統(tǒng)的安全及防雷保護在電力供給中具有極高的地位。信息技術高速發(fā)展的今天，配電系統(tǒng)也隨著技術的發(fā)展不斷趨于信息化與集成化，雷電對配電系統(tǒng)的干擾損害及破壞形式更加嚴峻，高度信息化的產品在雷電強大電壓及電磁干擾下極其容易失效。配電系統(tǒng)使用的現(xiàn)代化通信設備即使在幾千米以外的高空雷閃都有一定可能造成其損壞，貼別是當配電系統(tǒng)的建筑遭到雷電入侵時，會嚴重損害設備及整個系統(tǒng)的運行，從而導致配電系統(tǒng)不能正常工作。在電子設備較多的配電室內需要合理安排不同設備的擺放位置，同時需要對整個建筑采取一定的防雷措施，從而首先避免建筑受到雷電的入侵，其次是保障配電設備的安全。研究配電系統(tǒng)的雷電入侵危害及安全措施是多學科交叉融合的綜合工作，當前我國針對配電設施的防雷接地等還存在不完善的地方，特別是隨著現(xiàn)代化設施的應用，如何保障配電系統(tǒng)的安全運行，防止雷電入侵亟待完善。

2 配電系統(tǒng)雷電侵入的主要類型及危害分析

大氣中的放電現(xiàn)象被稱作是雷電，時間極短，幾十微秒便可成產生上萬安培的電流，同時可以釋放超級大的熱量，能夠讓氣溫度瞬間上升上萬攝氏度。配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中從變電站出口都具體用戶的關鍵部位，如果雷電入侵產生巨大的電流侵入到配電系統(tǒng)，將會給配電系統(tǒng)造成毀滅性的破壞。配電系統(tǒng)雷電侵入的主要類型及危害主要類型如圖1所示。

雷電對配電系統(tǒng)的影響眾多，主要有直擊雷、感應雷、球形雷、雷電電磁脈沖四類，雷擊危害的破壞主要包括電作用的破壞、機械作用破壞、電磁作用破壞和熱作用的破壞四個方面。直擊雷入侵配電系統(tǒng)后，會導致多種原件及相關設備在強大的電流作用下，導致整個電氣設備的絕緣性被破壞，造成設備報廢，產生火花引起火災及放生爆炸，從而嚴重威脅配電系統(tǒng)的安全運行。感應雷會由外部各種強、弱電架空線路或電纜線路傳來的電磁波對建筑物內電子設備的干擾，引起微機的誤動作和永久性損壞。球雷可以通過自身巨大的熱量，對配電系統(tǒng)造成巨大的燒傷，并由于撞擊作用產生爆炸，對配電系統(tǒng)及建筑造成劇烈的危害。雷電的電磁脈沖會由于自身的電磁場，通過電源的供電線路進入到配電的機房內，破壞機房及電力設施。

3 配電系統(tǒng)現(xiàn)代防雷措施及保護設計分析

配電系統(tǒng)遭受雷電入侵有很大的可能是是直接被雷電打擊，因此在對于配電系統(tǒng)的建筑要首先設置避雷針，對于防止雷電波的入侵冊需要針對雷電波的特點，設置避雷器。同時對整個配電系統(tǒng)中的各種電力設施及終端采取一定的防雷措施，從而避免設備的絕緣被破壞?？偟膩碚f現(xiàn)代防雷技術與措施是人類與雷電不斷斗爭中凝結新技術和方法，對于配電系統(tǒng)的防雷保護首先是進行建筑的外部保護，通過防雷等措施將大部分的入侵的雷電電流通過直接接閃進入大地；其次是通過內部保護與過壓保護相結合的方式，對電力設施進行有效的過壓保護，配電系統(tǒng)現(xiàn)代防雷措施及保護設計如圖2所示。

如圖2所示，配電系統(tǒng)的主題建筑首先要通過避雷針的設計，保障整個配電系統(tǒng)的建筑主體避免受到雷電的直接攻擊，配電系統(tǒng)建筑主體采用避雷針是防止配電系統(tǒng)遭受直擊雷入侵的最有效措施之一。對于不同的配電系統(tǒng)，需要針對性的設計避雷針，一般均需要加裝獨立的避雷針；對于配電系統(tǒng)的進線需要加裝防雷保護設計，在配電系統(tǒng)的進線端進行避雷線的布設，從而有效減少配電設施遭受雷電入侵后的沖擊。為防止雷電波入侵，在加裝過壓保護裝置同時，需要與避雷器進行組合連接，從而有效保障在配電設備的沖擊耐壓超過雷電波的過壓幅值。利用好建筑物自身的金屬結構，設計防雷的措施避免配電系統(tǒng)遭受雷電入侵，特別是感應雷和電磁脈沖的干擾。最后配電系統(tǒng)要采用獨立的接地體系，加裝的所有避雷設計及設施均需要接入大地?？偟膩碚f，配電系統(tǒng)的防雷極其重要，需要針對配電系統(tǒng)的自身特性，設備使用需求與運行方式等多方面綜合考慮，構建科學的防雷系統(tǒng)。

4 防雷工程案列分析

昆明火車北站站房及云南鐵路博物館改造工程中電氣工程設計到10/0.4KV變、配電系統(tǒng)、室內動力及照明配電系統(tǒng)、室外道路照明。在防雷保護上，本工程首先按照第二類建筑物防雷措施設防，機車館利用屋面突出金屬作防直擊雷的接閃器，部分區(qū)域利用建筑物金屬屋面做接閃器，并與人工避雷帶焊接連通，綜合館采用φ10圓鋼焊接成10*10m或12*8m避雷網格，采用屋頂裝飾鋼管作避雷針。通過如此設計，當機車館的建筑遭到雷電攻擊時，避雷針首先將雷電引入到自身，并通過接地系統(tǒng)將電流引入到大地，從而有效的保障建筑自身及建筑內部的電力設施。部分如圖3所示。

（3）低壓配電室采用零線接地的接零保護系統(tǒng)TN-S，中性線和保護地線（PE）在接地點后均分開，同時對正常狀態(tài)下不帶點，但是在絕緣破壞后可能存在電壓的一切電氣設備金屬外殼均接地；配電間、設備機房等處設局部等電位聯(lián)結；通過采用總等電位聯(lián)結，將建筑物內保護干線、設備進線總管、建筑物金屬構件進行聯(lián)結；配電間低配柜及下級配電箱分別設1-2級過電壓保護裝置，主要保護通訊等弱電設備及動力設備，3級過電壓保護裝置由設備提供；室外照明配電采用局部T-T型接地保護系統(tǒng)。室內高低壓配電防雷保護如圖4圖5所示。接地系統(tǒng)中采用強弱電共用聯(lián)合接地裝置，接地極采用自然接地極，并與附近接地網連通。消防控制室及弱電設備用房的接地利用大樓統(tǒng)一接地裝置，獨立設引下線（NH-BV-1*25-SC32）；動力設備機房預埋兩處接地鋼板并沿不同路徑直接接地。

5 總結

配電系統(tǒng)防雷是設計多學科交叉融科的綜合工程，需要綜合考慮配電系統(tǒng)的整體與局部，綜合作用與設備功效，在防雷保護設計上需要針對性的設計防雷的措施，并根據(jù)電力設施及裝備的特性，選擇擺放及布設的條件，在此基礎上完成科學的配電系統(tǒng)防雷設計。

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作者簡介：陸剛（1973-），男，云南昆明人，副經理，工程師，研究方向：工程建設電力工程。endprint