大家对雷电的危害是有目共睹的。随着科技和经济的发展,雷电严重威胁着配电设备的安全,轻则配电设备失灵,重则配电设备烧坏,甚至导致人员伤亡。因此加强对雷电的认识,做好相应的防雷措施不容忽视。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电的破坏,人们对复杂的雷电机理将进一步研究,努力将雷击造成的损害降低。
一、雷击的危害途径
1、雷击过电压
直接雷击过电压分为直击雷和雷电波侵入。带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,称为直击雷。直击雷拥有巨大的破坏力,不及时泻放入大地,将严重破坏或伤害甚至直接摧毁遭受雷击的物体。雷电波侵入是指雷电不直接放电在建筑和设备本身,而是对布放在建筑物外部的线缆放电。雷电波以光速沿着电缆传播,侵入并危及甚至可能在不知不觉中损坏电子设备和控制系统。
2、浪涌电压
浪涌电压是指发生在各类电线上的雷电对线路的感应过电压。无论是通信线,还是输电线,只要是金属线,当雷击在它们的周围发生,电线内就会有感应电压的出现。感应电压与电线架设的高度,电线距雷电放电点的距离,以及电线的线阻有关。无论是电线的直接雷击过电压,还是电线的感应过电压,都以电压波的传播方式传播。一旦进入室内时,就有可能损坏各类电气设备,甚至造成伤亡。通常情况下为了电线的正常工作,电线的绝缘水平不可能将降低太多,电线的绝缘水平通常要比正常工作电压高2-3倍。因此,不同类别的电线有着不同的绝缘要求。为了图方便乱拉线,不管的绝缘水平,或者盲目地提高电线的绝缘水平来降低电线遭雷击停运的可能性,都会造成雷击事故的隐患。
3、地电位反击
具有避雷装置的建筑物或设施被雷电直接击中,雷电流将从接地部分流向供接地设备,或者击穿大地绝缘而流向另一设备,反击破坏电子设备。导线回路未实行等电位连接,则可能产生火花放电。地电位反击还可以感生出反击电压,有些反击电压高达几千到几十千伏甚至数百千伏并且沿着各种形式的接地线,以电磁波的形式向更大的空间范围传播,造成大面积的破坏。
4、雷击电磁脉冲
建筑物附近或建筑物防雷装置遭受雷击时,被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。雷电流沿金属导体引入造成雷电波侵入建筑物内或由于电磁干扰的感应效应使雷击电磁脉冲以能量场的形式耦合影响敏感的电子信息设备,使之产生过电压或过电流损坏的现象。
二、配电设备的防雷措施
建筑物本身的防雷性能至关重要,按照国家强制性标准GB50054-95,对设备与建筑物的防雷接地应采用等电位连接,建筑物本身和其内外各种导电物用导体焊接起来。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。
为了防止直击雷,保护室外所有设备,可根据实际情况,安装不定数量的避雷针。加装避雷器保护室外配电设备,做一接地网,保证该接地网与所有设备的接地引下线体焊接。室内各种柜外皮、金属屏与底座槽钢连接,槽钢与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接,与室外接地网形成一个完整的大接地网,成为一个整体。从人身和设备安全以及抗干扰的角度来说,保护地的可靠接地非常重要,一般情况下保护地和设备的信号地在其内部连接在一起,设备采用共用接地系统。实行等电位连接可以彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,将金属管道、信号线、电源线通过过压保护器进行连接,内层保护区的界面处依此进行局部等电位连接,最终与等电位连接母排相连。
屏蔽是减少雷击电磁波干扰的有效措施。首先可以利用建筑物进行自然屏蔽,在建造建筑物时,将建筑物结构中的自然金属构件连接在一起,初级屏蔽侵入的雷击电磁脉冲,降低内部配电设备的屏蔽要求。而精密的配电设备,则应采用连续金属层封闭,全面截断雷电电磁脉冲波入侵的通道,并置于专门的屏蔽室内。
三、结语
随着电子技术的发展,数字控制技术被广泛运用于配电设备中,电路的微电子技术成份逐年增加,耐受雷击及其电磁效应的能力却降低了,抗雷击的防护标准逐步提高,必须构建合理高效的分流、屏蔽机制、拦截平台、接地信号等科技技术措施来加以保护,而在现实生产生活中并没有得到足够的重视。另外我国土地辽阔,雷暴日偏多,尤其是南方地区,配电设备受雷击的侵害较为严重,供电可靠性深受影响,给电力企业带来了经济损失,也干扰了民众的日常生活生产。为了防止雷电对配电设备的侵害,保证配电设备的安全运行,有必要有选择性的采取适当的防雷击保护措施。在工程设计阶段就应该认真考虑配电系统的防雷,按照等电位的原则,参照各地的实际情况,做好符合要求的共用接地网,避免雷击的危害。
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