220 V配电系统的防雷保护

周兆华

（广东威恒输变电工程有限公司，广东佛山 528200）

220 V配电系统的防雷保护

周兆华

（广东威恒输变电工程有限公司，广东佛山 528200）

纵观整个国民经济的发展全局，电力、电能发挥着不可替代的重要影响力。电力是现代化的工业生产、人民生活和企事业单位正常运作的主要动力，是现代文明进程中不可或缺的物质技术基石。为了确保生产运行时的生命财产安全及供电的可靠，应该根据实际情况进行防雷保护设置。就220V配电系统的防雷接地的目的、工作原理、防雷方案及运行维护进行探析。关键词：220V配电系统；防雷保护；策略

在全社会经济腾起，以及人民群众生活质量普遍提升的背景下，电力电网的使用范围日益渗透到普通民众生活的点点滴滴。正是基于这样的事实环境，对于供配电系统的安全性、稳定性保障，显得越发关键。就目前来说，国家电网有110 kV、220 kV、500 kV几个常用的电压等级。然而，在人们的日常生活中，主要应用的多是380/220V的交流电压。从这一意义上，探讨如何保障低压系统供配电安全，是关系人民切身利益的话题。结合低压配电系统的特点，对系统的防雷设备进一步建造完善，为电气运行与设计人员提供一定的帮助。

对于220 V低压线路的合理规设，应该把低压避雷器安放在变压器的出口部位，另外，也需要对具体的接地环节加以重视。接地装备的电阻应该小于或等于4 Ω。需要注意的问题是，低压电力网中相应的线头应该合理的在电源点进行匹配接地。对于220 V的配电线路，需要注意在分支线路和干线终端部位进行多次的接地保护；而且，进行循环式接地的设备，其接地电必须小于等于10 Ω。对于比较长的一些电路，应有不少于3处的重复接地。尤其是为了避免雷电波顺着低压配电线路侵入到电力用户室内，对接用户路线上的绝缘子铁角，也应该进行安全保护。接地电阻应该小于30 Ω，另外，对于电能表计量装置的改造工作，也需要引起足够的重视。

同输出电力的线路类似，对于配电线路的雷电防护，同理亦能够选取恰当的避雷设备。不同电压等级和不同的线路所采取的措施是不同的。在设计220 V低压配电防雷系统时，一方面需要考虑采取预防直击雷的措施，另一方面要考虑对雷电的电磁脉冲防护手段。

1 防雷接地的目的及工作原理

雷电是一种常见的自然现象，具有一定的可预见性。雷电的发生频率是很高，而且它可能会跟人们平时使用的电相互吸引，从而发生电击现象，严重威胁人们的生命财产安全，同时也可能导致配电系统的瘫痪。配电系统的防雷保护工程就显得尤为重要。幸而，随着科技的发达，一般只要掌握了常规的避雷方法，就能够避免雷电的危害。当雷电发生之前，把全部电闸切断，就能在很大程度上避免雷击灾害。

另外，鉴于建筑物中的有许多导体，而且很大一部分是具有优良的导电性能的金属导体。在导体没有通电的条件下，也不能完全避免雷击现象的发生。

配电系统的防雷接地是依据雷击的产生原理进行的设计：通过将雷电的能量在人为设计的安全线路中泄出到大地中，实现保护用电装置和建筑的效果。人类利用金属导体，把雷电电流吸引过来，并在大地内部预前安置好接地网络，运用这些导电网，把强大的电流引入大地，从而降低雷电中的电流对建筑的损害程度。

2 低压供电系统防雷设计方案

关于防雷区域的分别，依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的相应规定，对低压配电系统的防雷应该划分为三个区域（第一防护区域LPZ1、第一防护区域LPZ2、后续防护区域LPZn），一一进行针对性的设计和改良。具体来说，各个分区的界面处需安装雷电过电压的保护设备，假若仅做单级雷电防护，有可能由于雷电流过大导致泄流后的残压过大，对其中抗雷击保护的能力不足的设备造成较为严重的损坏。在220V低压配电系统的设置中，采取两级以上的保护，可以更为有效的防范从直击雷到浪涌的各等级过电压的侵袭、损坏[1]。

（1）外来导体的布置

防护系统的外来导体，具体有：通讯电缆线、金属材质的水管、电力电缆铠装外包皮、电缆管等等。

（2）埋置导体的保护

低压配电系统的接地网络，应该依照具体的地质状况，进行建设。接地网络中的导体埋置深度，必须通过精准的设计、安排才能确定。当导体埋置在土壤中时，由于长期遭受到土壤中部分矿物质的侵蚀，导电能力下降，这使得防雷接地设备不能达到预期的防护效果。同时，由于导体埋在地下，其具体的腐蚀状况难以进行检测，很容易被检测、维护部门所忽视。

在对接地网络进行建设的过程中，应强调对导体的保护。首先，埋置地的土壤具体状况要提前探测、掌握。最好选择地质状况良好的地区。尤其是土壤的酸碱度如果过大，对埋置导体的损害会更加严重。第二，在导体的埋置环节，需要安置充分的保护装备，这有助于延长导体的使用寿命。现在来说，行业中常用的方式是所谓的阴极保护法：在埋置导体上焊接具有更强金属活动性的材质，保证埋置物受到土壤中的化学物质作用时，这些被焊接物质会首先被发生反应，从而达到间接维护导体本身的目的。

（3）对于外部电源路线中浪涌保护器的安置处理

首先，应根据《建筑物的防雷设计规范》以及《雷电电磁脉冲的防护》的标准，对浪涌保护器进行布置和设计。通过多级的浪涌保护器，会使得雷电流的冲击逐步降低强度，这种措施为浪涌保护器的安置施工环节提供了便利的条件。对于浪涌保护器的安装，需要通过设计线路实现联接，注意线路中的电感在雷电波的频率下不能轻视，导线的电感与其长度呈正相关[2]。

进行分区的多级布置，能使浪涌保护器因自身放电的电磁脉冲的干扰减弱。发射时的功率与电压、电流强度成正比。当电磁波的功率达到相应数值时，它会扰乱微电子设备的正常运行，甚至会对微电子器械产生破坏。当电流的强度及电压数值增大时，发射功率也因此而增强，这时就很容易由于浪涌保护器的雷电流泄放过大而威胁微电子装置的正常、有序工作。

（4）多种自动化装置的全面防雷保护

较高建筑中的计算机等电子器械的首个保护屏障，因为通讯电台需要经由信号电缆，和通讯塔上的天线进行联系。所以，对于通讯电缆的外皮，必须做好多点重复接地，而且跟建筑楼内的接地网连接起来，从而形成等电位。其次，应该安置避雷器等。

对于建筑楼内部的电子装置，最关键的是不能采取把各个独立的接地网独立分开或者专用的方式，而必须保证把它们连成一个共用的接地系统。对于全部建筑大楼中的电气、电子装备，必须采取逐步深入的防雷保护策略：第一，做好大楼内电源的防雷接地；第二，在各个机房和器械装备的端口安置对应的避雷装置。只有这样，才能够在真正意义上，防止雷电波的侵入和反击，以免造成不可挽回的经济财产损失。

在建筑物的设计和施工环节，必要参考作为引下线、网络接闪设备以及接地体的钢筋网络间的电气连接状况。构建具有较为理想的避雷功能的“法拉第笼式”设备。建筑物的钢筋混凝土与防雷网络进行合理结合，成为国内外运用颇为广泛的可靠防雷方式[3]。在具体的设计、施工工作中，为了便于与室内外的接地线很好的连和，需要提前留出从各层楼板、柱、梁内的钢筋焊出头。

（5）民用建筑用电装置及电源线路的防雷策略

伴随国家科学技术和经济的发展，很多节能电力设备的配套装置得到普遍运用。其中，太阳能电热器更是因其节能、环保的优点，越来越得到民用住房建设的喜爱。但对于伸出到屋面的这些设备，可能会引起的雷电侵入问题，必须引起足够的重视。很多居民用户以为，只要使上述装置在房顶避雷器的保护范围中，就不需要担心雷害问题，没有意识到对于各种科学的配套保护机制的使用。

3 220 V配电系统的运行维护

（1）检测排查

在系统的防雷保护装置开始运行之后，还需要严格的审核全部的接线的具体安装状况。检测后，进行运行测试，对系统及装备的工作运行状况进行观察。若发现异常现象，应该对问题进行及早处理，以免干扰配电系统的正常运转。

（2）特殊时期的监护工作

通常，相关负责单位应顺应气候、天气变化，做好相应的防备工作。比如，在雨季来临之前，需要进行有针对性的监护工作。进行全面的检查和维修是必要的。主要检测接地状况、设备损耗情况等关键性细节。[4]在需要时，还应该对地下的隐蔽掩埋部位进行抽查，查看其腐锈状况，一旦发现问题要及时解决。

另外，在每年的雷雨季节前，还应该对运行中的浪涌保护器进行一次安全检测。在雷雨季节时，更要强化外观巡视工作，以便及时排查隐患。

（3）定期检测监督与信息保存工作

首先，在防雷系统安置中，必须对接地网的接地电阻等关键环节，确保一年起码要开展1—2次的安全审核。另外，防雷工程的相关施工单位，在科学合理的前提下，必须依据设计的要求进行严格化施工，而且在工程建设过程中，相应的管理部门要有专人负责监督，针对隐蔽工程要进行随工验收，关键点处应及时进行录像或拍照证据，而且把所记的相关资料妥善存档。

4 结语

该篇对220 V配电系统雷电防护的原理及方案做了简要的探析。雷电灾害的破坏作用是巨大的，对国家的生命财产、经济生产都构成很大的威胁。责任单位必须严格遵循等电位的规律，依照各个地方的具体情况，选取质量可靠的电气设备、防雷装置，确实做好科学、达标的共用接地系统安全防护，并坚持后期的运行维护、常规检测，以避免遭受雷击危害。

［1］黄其励，高元楷.电力工程师手册［M］.北京：中国电力出版社，2012.

［2］梅卫群，江燕如.建筑物防雷工程与设计［M］.北京：气象出版社，2009.

［3］吕安峥.高层民用建筑的防雷体系及防雷措施［J］.山西建筑，2010，12（15）：151-152.

［4］张纬绂，何金良，高玉明.过电压防护及绝缘配合［M］.北京：清华大学出版社，2012.

The Lightning Protection of 220V Power Distribution System

ZHOU Zhao-hua
（Guangdong WeiHeng Power Transmission&Transformation Engineering Co.，Ltd，Foshan528200，China）

Throughout the development of the entire national economy， Electricity，electric power plays an irreplaceable important influence.Electricity is the main power of modern industrial production， people's life and the normal operation of enterprises and institutions，is the foundation of material technology，which is indispensable to the processing modern civilization.In order to ensure the safety of people's life and property and reliable power supply during the runtime of production and operation，we should set up lightning protection according to the actual situation.In this paper，we explore and analyse the purpose of the 220V power distribution system grounding，working principle，the scheme of the lightning protection and operation maintenance.

220V power distribution system；lightning protection；tactics

TM642

B

1009－9492(2014)07－0215－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.060

周兆华，男，1972年生，广东佛山人，大学本科，工程师。研究领域：电气施工管理。

(编辑：王智圣)

2014－03－27