防雷接地技术范文

防雷接地技术范文（精选12篇）

防雷接地技术 第1篇

雷击闪络是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道, 导致线路及设备绝缘击穿, 从而造成设备损害, 造成重大停电事故, 带来重大经济损失和伤亡事故。雷电过电压类型主要分为直击雷过电压、感应雷过电压和侵入雷电过电压。下面我们就这几种雷击方式产生的原因及其危害加以说明。

直击雷过电压:是指雷电直接击中了架空电线或埋地电缆, 雷电流以1/20~1/2的光速以波的形式向线路两端移动, 对电力设备及用电设施构成危害。主要破坏力在于电流热效应特性, 它所产生强大的雷电流转配成热能将物体损坏。其雷电流可高达100k A, 可想其产生的危害程度。产生雷电过电压可由公式Us≈100I计算。其影响因素与雷电反击, 雷电参数, 架空线杆塔高度和接地电阻等有关。

感应雷过电压:即由于雷云对大地放电, 从而导致空间电磁场发生剧烈变化, 在线路中和设备上产生的。他们的电压从几千伏到几十千伏不等, 以波的形式传播。其在导线上产生的感应雷过电压计算公式为Uj≈25IH/S, 其中I为雷电流, H为导线架设高度, S为雷击点到线路垂直距离。感应雷电过电压幅值与雷击点高度, 导线架设高度等因素有关。

侵入雷电过电压:输电线路受到雷击, 雷电波沿导线侵入电气设备内部, 造成绝缘的击穿。电力系统中由于雷电侵入而造成的运行中断占60%以上, 因此对其防护问题应予以足够的重视。这种雷电过电压损害程度与雷电直击相当, 其严重后果不言而喻。侵入雷电过电压幅值与发电厂保护段的耐雷水平, 雷击点的距离, 电晕及发电厂变电所主接线形式、运行方式有关, 其影响因素较为复杂。

2保护范围的计算方法和防治措施

2.1防雷在配电所主要是架设避雷针;线路主要是架设避雷线。下面我们主要讨论避雷针计算原则。它是计算原则如下:

单根在地面上保护范围, 按下式计算:R=1.5hp。式中R为保护半径, h为避雷针高度, P为高度影响系数 (当h≤30m, P=1, 当30<h≤120, P=5/√5.5) 。在被保护物高度hx水平面上保护范围如下式:当hx≥0.5h时, rx= (h-hx) p=hx P;当hx<0.5h时, rx= (1.5h-2hx) p;算出避雷针/被保护物的数值, 再依两针间距D/ha*p, 然后再依行标DL/T—620中相关图表得知bx/ha*p的值, 方可计算出单针单侧被保护的范围bx。变电所装设避雷针时应使所有设备都处于避雷针保护范围之内, 雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故, 方可满足要求。

避雷线的保护范围如下式:当单根避雷线在hx水平面上保护的宽度为当hx≥h/2时, rx=0.47 (h-hx) p, rx为避雷线每侧保护范围;当hx<h/2时, rx= (h-1.53hx) p;等高双避雷线与不等高多根避雷线保护原理和单根基本相似, 只是h用h0=h-D/4p来代替。在这里不在赘述。

2.2防雷的防护措施

直击雷防护的主要措施:主要是装设避雷针、避雷线。其主要功能是拦截雷闪、并通过避雷针 (避雷线、避雷带、避雷网) 、引下线将雷电流泄入大地, 从而防止或减少雷击建筑物造成损失。主要分为架空线路的防雷和配电系统的防雷。在架空线路中防护措施有:[1]架设地线; (2) 降低杆塔接地电阻;[3]架设耦合地线; (4) 装设自动重合闸和加强绝缘等。在配电系统中防护措施有:配电变压器应加装避雷针保护, 避雷针应尽量接近电气设备装设, 其保护范围方法参照2.1中所述, 同时其接地线应与变压器低压侧中性点 (中性点不接地时为中性点的击穿熔断器的接地端) 以及金属外壳等连在一起。

感应雷防护的主要措施:[1]安装避雷器, 来将雷电流泄放到大地, 从而限制过电压, 保障输电线路及设备的安全。因避雷线一定程度上降低了导线上的感应过电压, 但并不能完全消除, 所以要加装避雷器以消除感应雷侵入。[2]有效地将建筑物内不带电的金属装备、金属结构连成整体并予以接地, 可以防止感应雷的危险。具体做法是将平行管道、相距不到100 mm的管道用金属线跨接起来, 所连接的PE线必须做重复接地, 接地电阻必须符合重复接地电阻值的要求。

侵入雷波防护的主要措施:[1]应采用避雷针和避雷线对直击雷和感应雷进行防护, 并采取一定地防止反击措施, 在源头上进行一定的消减和防护;[2]应采用减小雷电闪络, 可用避雷器加以防上和消除;[3]按相关标准要求对采用雷电侵入方案进行校验时, 其条件为保护接线, 一般应保证2km外导线上出出侵入雷电时, 不会出现电气设备的绝缘损环, 在实际中一定要进行相关校验, 以满足防雷要求。 (4) 要加强重要地段的防护, 消减侵入雷电的效果。同时这些规定都必须符合过电压保护及绝缘配合中相关要求。

2.3接地技术:接地按用途分为四种, 分别是工作 (系统) 接地, 保护接地, 雷电保护接地, 防静电接地。我们这里主要讨论雷电保护接地, 防雷与接地是不可分割的, 是一个有机统一体。一般认为雷电放电机制可用电流源等效、接地电阻越小雷电流产生的电源也越低, 雷击的危害就越小, 所以只要尽可能降低接地电阻。良好的接地可以让雷电顺利地流入大地, 而不至雷电流在某处因大电阻产生高电压闪络而对被保护物体产生破坏作用。接地相关规范和要求, 具体可参照GB50065-2013中标准。一般地接地要求是:[1]优先选好自然接地极, 在此基础上考虑是否装设人工接地极; (2) 应不小于两根导体在不同地点与接地网相连;[3]应注意在高电阻率和永冻土层的接地的措施; (4) 应注意接地装置的防腐及设计处限; (5) 应注重人工接地的应用, 以达到降低接地电阻的目的。人工接地外缘应闭合, 外缘各角应做成圆弧形, 半径不宜小于均压带间距的一半。接地网的埋深不宜小于0.6m, 一般采用等间距和不等间距布置。 (6) 避雷线与避雷针与配电设备在空气中距离应按式Sa≥0.2R+0.1h, 其中R为接地电阻, h为避雷针或避雷线的架设高度;接地装置与配电设备在地中距离应按式Se≥0.3R, 其中R为接地电阻。 (7) 除按上述要求外, 在对避雷针和避雷线Sa不宜小于5m, Se不宜小于3m。 (8) 接地线的要求:接地线在建筑物入口处应标志, 涂以15-100mm宽度相等的黄绿条纹, 其截面热稳定性应按接地短路电流全部的70%来选取。

结语

雷电活动是一种复杂的大自然现象, 目前没有哪种防雷措施能够起到绝对防雷作用, 但我们可以通过减少线路雷击跳闸次数, 减少绕击, 提高耐雷水平, 从而尽可能的限制和消减雷害。同时我们必须在实践中探索, 不断积累经验, 完善防雷措施。

参考文献

[1]杨啸天, 等.电力系统谐波分析、测量, 评估计算与拟制及滤波分析新技术实务全书[M].北京:中国电力科技出版社, 2006.

[2]George.J.Wakileh.徐政 (译) .电力系统谐波——基本原理、分析方法和滤波器设计.北京:中国机械工业出版社, 2011.

防雷接地技术 第2篇

题目：变电站防雷接地技术探究

作者：

学院：电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

学号：

时间：2013-06-

21变电站防雷接地技术探究

（贵州省贵阳市 贵州大学 电气工程学院 550025）

**

Substation lightning protection and grounding techniques to explore

（Guiyang, Guizhou University School of Electrical Engineering 550025）**

摘要： 变电站的防雷接地对电力系统的稳定运行，以及人类的生产生活有着十分重要的意义。本文分析了变电站防雷与接地的种类，针对各个类型的防雷与接地提出了相应的保护措施，以保证电力系统的正常运转。

关键词： 防雷 接地 直击雷防护 避雷器 回路接地Abstract：Substation lightning protection and grounding the stable operation of the power system, as well as the production of human life has a very important significance.This paper analyzes the substation lightning protection and grounding type, for each type of lightning protection and grounding proposed appropriate protective measures to ensure the normal operation of the power system.Key word：LightingGroundLighting protectionLightning arresterGround Loop1 前言 起，并向雷云方向发起的。变电站是电力系统重要组成部分，如果2.2变电站遭受雷击来源 变电站发生雷击事故，将造成大面积的停变电站遭受的雷击是下行雷，主要来自电，给社会生产和人民生活带来不便，这就两个方面：一是雷直击在变电站的电气设备

[2]

要求防雷措施必须十分可靠。由于接地装置上；二是架空线路的感应雷过电压和直击的一些问题会引起主设备的损坏，变电站一雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。度停止运行，给电网的稳定运行造成了很大因此，直击雷和雷电波对变电站进线及变压的麻烦，因此变电站的接地措施必须要高度器的破坏的防护十分重要。的重视起来。变电站的接地系统是保护电力2.3 防雷措施 系统的正常运行，保障设备及人身安全的措(1)变电站的直击雷防护。装设避雷针

[3]

施之一。是直击雷防护的主要措施，避雷针是保护 电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受2 变电站的防雷保护 器。它将雷吸引到自己的身上，并安全导入

[4]

2.1雷电的形成地中，从而保护了附近绝缘水平比它低的【1】

雷电放电是带电荷的雷云引起的放设备免遭雷击。电现象，在某种大气和大地条件下，潮湿的装设避雷针时对于35kV变电站必须装热气流进入大气层冷凝而形成雷云，大气层有独立的避雷针，并满足不发生反击的要中的雷云底部大多数带负电，它在地面上感求；对于110kV及以上的变电站，由于此类应出大量的正电荷，这样，雷云和大地之间电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将就形成了强大的电场，随着雷云的发展和运避雷针直接装设在配电装置的架构上，因动，当空间电场强度超过大气游离放电的临此，雷击避雷针所产生的高电位不会造成电界电场强度时，就会发生雷云之间或雷云对气设备的反击事故。

[5]

地的放电，形成雷电。按其发展方向可分为(2)变电站对侵入波的防护。变电站下行雷和上行雷。下行雷是在雷云产生并向对侵入波防护的主要措施是在其进线上装

[6]

大地发展的，上行雷是接地物体顶部激发 设阀型避雷器。阀型避雷器的基本元件为

火花间隙和非线性电阻，目前，FS系列阀型

避雷器为火花间隙[7[和非线性电阻[8]，其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器，主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备；FCZ1系列磁吹阀型避雷器，主要用来保护变电站的高压电气设备。

(3)变电站的进线防护。对变电站进线实施防雷保护，其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度[9]

。当线路上出现过电压时，将有行波沿导线向变电站运动，其幅值为线路绝缘的50％冲击闪络电压[10]，线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此，在接近变电站的进线上加装避雷线是防雷的主要措施。如果没架设避雷线，当接近变电站的进线上遭受雷击时，流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA，且其陡度也会超过允许值，势必会对线路造成破坏。

(4)变压器的防护。变压器的基本保护措施是接近变压器安装避雷器，这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。

装设避雷器时，要尽量接近变压器，并

尽量减少连线的长度，以便减少雷电电流

【11】

在连接线上的压降【12】

。同时，避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起，这样，当侵入波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下

避雷器的残压【13】

了(不包括接地电阻上的电压压降)，就减少了雷电对变压器破坏的机会。

(5)变电站的防雷接地。变电站防雷保护满足要求以后，还要根据安全和工作接地的要求敷设一个统一的接地网，然后避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷的要求，或者在防雷装置下敷设单独的接地体。变电站接地保护3.1接地的概述

接地就是将电力或建筑电气装置、设施

中某些导电【14】部分，经接地线【15】

接至接

地极【16】

。接地根据工作内容划分为以下几种：1．工作接地工作接地是为系统正常工作而设置的接地。如为了降低电力设备的绝缘水平，在及以上电力系统中采用中性点

接地的运行方式，在两线一地的双极高压直

流输电中也需将其中性点接地。除主设备的接地外，在微电子电路中，根据电路性质不同，还有各种不同的工作接地比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。2．防雷接地【17】

为了避免雷电的危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便将雷电

流引入大地。3．安全接地【18】

为了保证人

身的安全，将电气设备外壳【19】

设置的接地。任何接地极都存在着接地电阻，正因为如此，当有电流流过接地体时，在接地电阻上的压降将引起接地极电位的升高电流在地中扩散时，地面会出现电位梯度。3.2变电站的接地原则

变电站接地网设计时应遵循以下原则： 1.尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接

地物统一连接地来作为接地网【20】；

2.尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形；

3.应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。

3.3变电站接地方式

目前，变电站的接地方式有许多种，比如单点的接地、多点的接地和混合类型的接地等。单点的接地还分为串联单点的接地及并联单点的接地。一般来讲，单点的接地常常用于简单线路，、以及频率较低(f<2MHz)的电子线路【21】

。而当涉及到高频(f>20MHz)的电路时，我们应该采用多点的接地或者多

层板【22】的方式。(1)保护的接地

防雷接地是受到雷电袭击(直击、感应或线路引入)时, 为防止造成损害的接地系统.常有信号(弱电)防雷地和电源（强电)防雷地之分, 区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同, 而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上, 和电源

防雷地【23】

分开建设.机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分(机柜外壳, 操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接, 以保护设备和人身安全.原因是系统的供电是强电供电(380、220、或110V), 通常情况下机壳等是不带电的, 当故障发

生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线【24】

与外壳等导电金属部件短路时, 这些金属部件或外壳就形成了带电体.如果没有很好的接地, 那么这带电体和地

之间就有很高的电位差【25】

.如果人不小心

触到这些带电体【26】, 那么就会通过人身形成通路, 产生危险.因此, 必须将金属外壳和地之间作很好的连接, 使机壳和地等电位.此外, 保护接地还可以防止静电的积聚.(2)工作的接地

工作接地的目的是使变电站电网和其中的仪器都能够可靠地运行并且保证系统

量测和控制信息精度【27】

而设置的接地方法.它又分成机器的逻辑地【28】、信号的回路接地、屏蔽的接地。机器的逻辑地, 同时也称

为主机的电源地[29], 它是控制中心内部逻辑的电平正端, 即+ 6V 等低压电源的电流输出地.信号的回路接地, 比如各个变送器的负端要同时接地, 开关量的信号负端接

地等方式.屏蔽的接地(包括模拟信号【30】

中屏蔽层面的接地).除了上述几种工作的接地外, 在很多系统运行场情况下容易发生混乱的还有一种特殊供电系统地, 即交流电源工作地.它也是电力系统内为了正常

运行所需要设的接地(比如中性点【31】的接地).4 结束语

根据防雷设计【32】

整体的性能、结构的性能、层次的性能和整个变电站所处的环境、变电站地基的土质条件和设备性能的用途，分别采取了相应的雷电的保护措施。对于处在不同区域的电力设备，系统将采取等电位的连接及安装新型的电源防雷装置和浪涌电压的保护等方法，从而保证处在不同层次的电力设备可以达到良好的防雷能力。接地时的防雷技术，伴随着大型变电站需求的提高和科技水平的发展，更加合理有效的办法则是使用现代的建筑基础钢筋作为地级。防雷技术是一个传统的话题，在防雷的技术领域，目前还存在着许多可供探索的新课题，比如雷云的起电机理目前还不清楚，雷电流的定量感性研究也十分薄弱，防

雷的设备也在不断地发展之中。

参考文献:

[1] 冯建元.冯全福 高山发射台防雷研究与实践[J]-电视技术2011(14)

[2] 施围, 郭洁.电力系统过电压计算[M].西安交通大学出版社, 1988.[3] 电管局, 包建强.500kV 线路直击雷典型事故调查研究[J].高电压技术, 1997, 23(2): 73.[4] GB1094_3—2003，电力变压器 第三部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气问隙[S]

[5] 刘渝根, 刘纬, and 陈先禄.“500kV 变电站雷电侵入波研究 [J].” 重庆大学学报: 自然科 学版 23.3(2000): 17-19.[6] 程学启, 杨春雷, 咸日常, 等.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中国电力, 1999, 32(8): 66-67.[7] 何孟兵, 王清玲, 贺臣, 等.旋转电弧对火花间隙开关电极烧蚀的影响[J].强激光与粒子束, 2004, 16(11): 1468-1472.[8] 李世振.“非线性电阻灭磁的动态过程及其定量分析.” 东方电机 3(1996): 61-65.[9] 王巨丰, 齐冲, 车诒颖, & 范李莉.(2007).雷电流最大陡度及幅值.中国电机工程学报, 27(3).[10] 孙才新, 舒立春, 蒋兴良, 等.高海拔, 污秽, 覆冰环境下超高压线路绝缘子交直流放电 特性闪络电压校正研究[J].中国电机工程学报, 2002, 22(11).[11] 石光其, 方厚辉.雷电电流数学模型的仿真分析[J].湖南工程学院学报(自然科学版), 2004, 2: 006.[12] 刘想平, 张兆顺, 刘翔鹗, 等.水平井筒内与渗流耦合的流动压降计算模型[J].西南石油学院学报, 2000, 22(2): 36-39.[13] 高吉增, 杨玉磊, 崔学深.感应电动机失电残压的研究及其对重合过程的影响[J].电力系统保护与控制, 2009.[14] 王利祥, 王佛松.导电聚合物——聚苯胺的研究进展——Ⅱ.电子现象, 导电机理, 性质和应用[J].应用化学, 1990, 7(6): 1-8.[15] 吴国跃, 谭进, 王军.变电站设备接地

浅谈输电线路的防雷接地技术 第3篇

关键词：输电线路；防雷接地；技术

我国是一个多自然灾害的地区，每年因雷电这一自然现象带来的损失不容忽视，加强防雷措施刻不容缓。输电线路的建设和发展不仅给人们生活带来便利，更促进了国家经济水平的快速提高，在国家和社会的发展中发挥着重要的作用。因此，对人类生产生活不可或缺的输电线路自然要受到防雷接地技术的庇护，只有这样，我们的生活才能够得到安全的保障，未来的发展也才能够稳定和长久。如何加强输电线路的防雷接地工作应该得到社会各界的关注和重视，对于技术的补充和完善也将是促进发展的关键。

一、输电线路存在的安全隐患

根据实际调查发现，我国输电线路出现事故的主要原因可归结为鸟害、雷击和外来破坏，其中雷击带来的损害往往较为严重，引发诸多安全问题。输电线路的安全隐患则就是这三种情况的出现，严重威胁到电力的正常运行和人类正常的生产生活。据统计，在2007年时，上千幅的高压电跳闸率总体较高，而且一直到2010年才开始出现下降的趋势。在这三种对输电线路的破坏情况中，雷击的发生概率占据总体的一半以上，由此可见，气候异常是对输电线路造成破坏的最主要的原因。

二、影响防雷接地装置的主要因素

防雷接地装置是输电线路的重要组成部分，接地电阻是引下线电阻和接触电阻的和，直接影响着接地散电压完成地体散流的效果。影响防雷接地装置的因素主要分两部分，一个是接地装置由自然接地体和人工接地体组成，其中，自然接地体的电阻不满足防雷要求，需要进行人工设置。另一个是外界因素，在安装接地装置时，又要充分考虑当地地形、土壤电阻率和设备放置深度等因素，这对防雷接地装置的影响很大。

三、完善输电线路防雷接地技术的措施

3.1改进接地装置结构。我国电网的接地装置大多采用的是普通射线方式，这一方式结构复杂，维护工作难度大，而且最明显的缺点就是当接地装置发生损坏时，工作人员很难及时发现问题所在，修复工作的不到位又有可能引发更加严重的后果。改进接地装置的结构主要加强了监测上的性能，就是在原有的接地装置上设置一个特殊的微距离接地圆环，这一环状结构与杆塔的位置相距较远，一般在8-15米的范围内，监测区域比较固定。另外，对于杆塔的引下线，只需保证其中的一根与杆塔是直接连通的即可，其余的引下线都可以通过微距隔离间隙绝缘。这样的监测手段不仅可以准确测量出接地电阻值的大小，又能保证工作人员在不拆开接地装置的同时定期检查接地装置的连通情况，方便而且有效。

3.2强化电磁感应接地装置。在雷击闪络的反击理论中提出，提高防雷水平的方法主要有三种，分别是增加耦合系数、减少电感和减小接地电阻，通常被采用最多的方法就是增加耦合系数。而传统的理论又提出只能用架空地线或耦合地线的方式来实现耦合系数的增加，这使得防雷工作大大受限。其实，雷击过程包含了两个阶段，分别是暂态行波过程和电磁感应过程。这也就是说，我们可以通过改善接地装置的分布情况来适应不同的实际环境，从而增加耦合系数。当周围的环境密度大于500Ω·m时，强化电磁感应杆塔接地射线是最好的应对方法，而当环境密度增大到超过1000时，我们要根据实际情况来进行分析，大多可采用比传统延伸地线的耦合系数更大的加强型接地装置结构，全面提高防雷水平。

3.3采用分流设置接地装置。分流方式应用到接地装置中是防雷的重要手段，设置分流可以从两个方面进行。第一方面，我们可以充分利用已有的杆塔拉线，用并联的方式将其与接地装置相连，降低塔身电感，从而减少雷击闪络的实际效果。四根拉线的每一根的接地端都要采用串联的方式串入隔离间隙，并确保距离在5-7毫米之间，从而使杆塔拉线能够尽量避免短路电流的影响。其中，保证拉线的上下两端与接地装置之间的良好连接是实现分流效果的重要部分。第二方面，我们可以利用下引线分流，具体来说就是为了减少电感效应，应该将引下线接入地网。另外，为了方便检查接地射线的连通情况，在杆塔引下线处可以串入一个隔离间隙，用于及时反映装置间的连接。

3.4采用新型接地射线材料。我国所有的输电线路的接地射线根据标准全部采用的是没有进行过防护处理的普通钢材，这些钢材使用寿命有限，也就是需要定期更换，不仅增加了额外的工作量，而且射线间的连接问题又可能存在其他安全隐患。对此，我们应该积极研究和寻求新型的接地射线材料，例如铝包钢、铜包钢等，这些材料可以保持接地装置的长久使用，也有利于提高装置整体的稳定性。当然，新型材料的使用必将经过实际情况的不断考察和检验来进一步完善其效果。

3.5设置垂直接地极。这一措施主要考虑到地形因素。在山区高土壤电阻率的地带，垂直接地极可以有效地改善土壤表面干燥所引发的一些问题，需要注意的是这一地区的埋设深度也要适当加大来保证接地极散流效果。在设置垂直接地极时，最好在靠近杆塔的附近开始着手布置。另外，垂直接地极的参数需要遵循一定的要求和限制，长度大约为1.5米，间距保持在4-6米，加工过程采用角钢或者圆钢。

四、总结

输电线路在给人类带来便利的同时，我们更应注意防范自然灾害给它带来的损害。雷击现象往往令人生畏，对输电线路产生的安全隐患同样威胁着人类正常的生产和生活。防患于未然，我们就要对输电线路的防雷接地技术进行充分的研究和认识，实行具有针对性和实际效果的具体措施，全面保障输电线路的安全。

参考文献：

[1]高鑫.浅谈输电线路防雷接地设计与维护策略[J].企业技术开发，2011，17：45-46+57.

[2]张明.浅谈输电线路的防雷接地技术[J].科学中国人，2014，24：41.

[3]杨秀玲.对输电线路的防雷接地技术的探析[J].科技与企业，2014，16：205.

[4]丁振宇.浅谈输电线路防雷接地[J].江西电力，2006，01：21-23.

[5]赵世巍.浅谈输电线路防雷接地[J].才智，2010，25：93.

高压防雷接地技术的研究 第4篇

随着国家实力的增强, 各行各业在飞速发展的同时对电能的依赖也越来越强, 对电能的要求也与日俱增, 一旦发生大面积停电事故, 很可能对许多企业造成非常大的损失, 甚至造成毁灭性的打击, 因此, 电力系统的首要任务是保证可靠的电能质量, 而影响电能质量问题的一大因素就是雷击放电造成的接地故障[1,2,3]。

多年以来, 国内外电力工作者为了降低雷击带来的影响, 对雷击接地故障进行了各方面的深入研究, 经多年的探索, 目前减小高压线路主要防雷接地故障概率的方法有以下几种:架设避雷线;装设避雷器;提高线路绝缘水平;降低杆塔接地电阻。而文章也根据国内大部分经常遭受雷击接地事故的情况, 提出了行之有效的防雷接地措施。

2输电线路雷击放电

当雷云与大地之间的电场超过了一定的临界值, 就会形成雷云对地放电的现象, 从而形成了雷电。雷电的放电时间只有0.1毫秒级, 而且电压非常大, 能量非常强, 因此, 如果不对其进行有效的研究并防御, 将对各行各业造成巨大的损害。经过国内外学者多年研究, 发现相对于海洋, 大陆上发生雷电概率更大, 因此, 对大部分时间都生活在大陆上的人们来说, 研究雷击接地故障的显得更有价值了[4]。

雷云对地放电可以近似看作一个电压源放电回路, 如图1所示。

因此得:

其中, Z0和Zc分别是雷电通道和导线的波阻抗。

3雷击接地故障的原因

经国内外专家总结分析发现, 在所有的电线遭雷击接地故障的情况中, 大多数的故障事故都和瓷瓶雷击有关。瓷瓶雷击可作如下解释:瓷瓶可以理解为电介质, 当瓷瓶在一定强度的电场中时, 该部分电介质中的带点微粒子就可以达到一定的速度和密度, 此时电介质便不再绝缘, 形成了导电的通道[5]。

此外, 遭雷击的物体所在地点的特性也在一定程度上决定着是否易遭雷击, 当某地点湿度较高, 那么当风吹过的时候上升气流会非常潮湿, 此时就可能使得地表大气不稳定, 从而形成串放电, 引起绝缘子炸裂等事故的发生。

不仅以上两种因素影响雷击的概率, 很多其他因素也影响雷击的概率, 比如导线的特性、地线的高度、杆塔结构参数等, 这就使得我们有必要对经常遭雷电的地方做个统计, 并分析研究如何减少该类事故的发生。

4防雷接地故障的措施

在防雷接地故障的研究中, 线路雷击跳闸率和耐雷水平是衡量线路防雷能力的两个重要指标。因此, 提高耐雷水平和降低雷击跳闸率就成为高压输电线路防雷需要首先考虑的内容。上文提到过, 当前有几种主要的防雷接地故障的措施, 然而, 不论哪一种措施, 都不能完全的防止雷击接地的发生, 因此文章提出一些有效的措施。

(1) 增加高杆塔的绝缘强度。该方法不仅简单, 而且节约成本, 同时, 通过增加绝缘强度降低了雷击的建弧率, 而且保护角, 从而增强了耐雷性能。

(2) 改变接地的方式。在防雷接地的装置中, 接地方式直接影响雷电流是否能可靠的流入大地, 从而影响是否能够减少跳闸等, 因此, 应该对接地方式进行有效的改变。

(3) 加强运行维护工作。接入防雷接地装置后, 需要对装置的运行进行按时、有效的维护。装置久了以后, 可能会有断线、锈蚀等情况的发生, 从而影响了绝缘的强度的增大或者电流流入大地的顺利性。

(4) 改善防雷技术的管理。该措施包括很多方面, 比如重点针对某雷击多发地点进行防护、对线路进行定期除污、利用先进技术定位雷电发生地点等方面。

5结束语

雷击接地的情况在国内很多地区都时有发生, 对各行各业都有较大的影响。文章解释了雷电放电的原理, 并总结了多年来国内外电力工作者主要采用的防雷接地的措施, 同时提出了一些有效的改进措施, 对防雷接地工作有重要的意义。

参考文献

[1]胡毅, 刘凯, 吴天, 等.输电线路运行安全影响因素分析及防治措施[J].高电压技术, 2014, 30 (40) :3491-3499.

[2]陈波.论述架空输电线路防雷击措施[J].中国新技术新产品, 2011 (3) :201-202.

[3]孟凡成.架空输电线路防雷措施分析[J].上海电力, 2011 (6) :518-520.

[4]江炽.工厂称重系统防雷击浪涌保护方法研究[J].电气技术, 2014, 33 (4) :38-41.

防雷接地技术 第5篇

摘要：在电力通信中，OPGW光缆起着至关重要的作用。近年来，二级电站所辖OPGW进站通信光缆频繁出现遭受雷击或电网过电压间隙放电情况，导致OPGW光缆导线断股纤芯中断故障，对电站通信业务的传输造成了极大的威胁。如何提高OPGW光缆的防雷水平，让OPGW光缆安全可靠地为电力通信服务，这是值得我们探讨的问题。本文从雷击造成OPGW光缆损坏的机理入手，分析了OPGW光缆断股的原因，阐述了OPGW光缆防雷水平的改进措施，进一步提出了通过良好接地方式有效提高OPGW光缆防雷水平的方法。

关键词：OPGW 损坏机理 耐雷击水平接地方式

1 、引言

光纤复合架空地线(OPGW――Optical FiberCompositeOverhead GroundW ire)兼具通信光缆与地线双重功能，被安装在电力架空线杆塔顶部，与ADSS光缆相比，无需考虑电磁腐蚀、人为破坏等不利因素，OPGW以其高可靠性、优越的机械、电气性能及良好的经济性和实用性得到广泛地运用。笔者根据多年的运行维护经验，就OPGW光缆的防雷接地技术问题与大家交流。

2、雷击造成 OPGW 光缆损坏的机理

OPGW光缆在运行中发生外层铝合金线断股的主要原因来自两方面：一是工频接地短路电流形成温升造成的;另一个是遭受雷击时的雷击电流冲击而形成的电弧温升造成的。雷击时，雷击电流非常集中，其集中点处的温度可达到600℃。在此高温下，若OPGW光缆外层铝合金丝的熔点与其接近，则必然会发生断股。雷击过程的发生，大体上可分为主放电阶段和余光阶段两个过程。

(1)主放电阶段。雷云中的电荷分布极不均匀，往往会形成几个电荷密集中心。当密集电荷区的电场强度达到2500―3000kV/m时，先导放电现象发生。此时，其下行的大地电荷将分为负极性和正极性的两种电荷。雷击的发生，95%是由负极性电荷引发的，而只有5%是由正电荷引发的.。下行先导的雷击电流约为100A，其中心点的温度可达3104℃。

当先导放电通道逐渐下移时，由于空气中随机存在的离子团的阻挡，下行负先导在发展过程中会分成数支。当负先导接近地面或架空地线是，地面或架空地线表面将有正电荷聚集。

如果负先导与这些正电荷聚集点间的电场强度超过了其他地方，则雷电的发展开始“定向”发出向上的迎面先导。这些迎面先导与下行负先导中的一支相遇时，就发生强烈的“中和”过程，引发出强度达数十到数百千安的电流。这就是主放电阶段。此时，将有闪电和雷鸣发生。主放电阶段时间极短，约为50～100/s。放电速度极快，放电时间极短的放电，将引发电弧，其温度高达600℃。这种高温可将OPGW光缆外层铝合金丝烧蚀、熔化或最后烧断。

防雷接地技术 第6篇

电力系统的可靠性与其绝缘水平和过电压耐受能力密切相关。在电力系统的各类事故中，过电压引起的绝缘事故占有较大比例，尤其是架空输电线路，雷害事故几乎占线路全部跳闸事故的 60％或更多。

雷电过电压可分为直击雷过电压、感应雷过电压和行波过电压。雷电放电电压可达几万到十万千伏，其电流可达数百千安，当其直接对设备或线路导线放电时，任何绝缘都无法承受。 因此，在变电站、发电厂中出现的雷电过电压通常用避雷器或间隙加以钳制，通过控制雷电电流，使其不窜入站、厂内设备，从而保证设备绝缘不受危害，而在电力线路中广泛采用避雷器和避雷线接地，将雷电电流引入大地，对全线路进行保护。但日前许多防雷接地系统自敷设以来未进行认真检测，接地系统技术指标达不到要求，就起不到避雷放电作用，甚至发生引雷、反击，这是造成雷电过电压事故的主要原因之一。通过长期以来对事故进行统计的分析发现对避雷装置，尤其是电力输电线路的避雷设施定期进行检测，发现问题及时整改，使防雷接地系统符合技术规范要求，就能达到应有的防雷效果，避免和减少雷害损失。

架空输电线路线路的全线防雷系统主要由架空避雷线、线路避雷器、接地引下线和接地体（网）组成。在检测中发现，最困扰电气人员的是接地系统的测试方法问题；而任何防雷系统都离不开接地，防直击雷或防雷电感应的核心问题都是做好接地 。

1 架空输电线路防雷接地系统中的相关概念

1．1接地装置

(1)接地引下线 。一般由上部的避雷线或线路避雷器引下连接线、线夹和杆塔本体金属结构组成。是雷电流的引下装置。

(2)接地体 。包括单一的垂直埋设的接地体、水平敷设的放射形接地体、水平敷设的环形接地体以及组合形接地体。是雷电流的放电散流装置。

1．2接地电阻

(1)接地电阻。是人工接地体或自然接地体对地电阻接地引线及其与接地体连接电阻和流散电阻之和。

(2)流散电阻。接地体与土壤电阻率，接地体的形状、尺寸、数量和相互位置有关。

(3)接触电阻。接地引下線与引雷设备以及与接地体相连部位的电阻。

(4)接地体电阻。埋入地中并直接与大地接触的金属导体本身固有的电阻。

(5)工频接地电阻。 按通过接地体流人地中的工频电流求得的电阻。

(6)冲击接地电阻。流过雷电冲击电流时所表现的电阻值称为冲击电阻。由于雷电冲击电流流过接地装置时，电流密度大，波头陡度高，会在接地体周围土壤中产生局部火花放电，其效果等同于增大了接地体尺寸，使接地电阻数值降低，所以冲击接地电阻比工频接地电阻小。

1．3电气上的“地”

通过任一接地体的电流会以半球面向地中流散，在远离接地体的地方，半球面大、电阻小，其电位就低。 一般来讲，离开接地体20m 以外的地方，球面已相当大，其电阻等于零 ，在接地体流经电流时，该处相对电位为零，即可称作电气上的“地”。

2工频接地电阻的数值要求

雷击电力线路杆塔顶部或直击附近避雷线以及行波流动或雷电感应，均会引起杆塔顶部电位升高，从而造成线路绝缘子闪络，线路绝缘子串的 50％冲击放电电压表征线路的绝缘水平，线路的耐雷水平与绝缘水平成正比，与杆塔冲击接地电阻成反比。稳定线路的耐雷水平，关键是保证接地电阻在设计的范围内。

规程规定，每基杆塔的工频接地电阻在雷季干燥时节不应超过表 1的数值。

3防雷接地系统的常见缺陷

3．1连接处接触不良

(1)避雷线与引下线接触不良。架空避雷线与接地引下线通常使用设备线夹或并沟线夹作为连接器，在盐碱地区和空气质量差的环境下，往往锈蚀严重，导致接触不良，接触电阻偏大。

(2)接地体一般通过焊接的圆钢与接地引下线连接，该连接处也存在锈蚀、接触电阻过大的现象。

3.2接地装置不合格

(1)垂直接地体所连接的圆钢锈蚀，甚至锈断，导致泄流回路断路。

(2)垂直接地体锈蚀损坏或与圆钢焊接不牢锈蚀开裂。

3.3地线未接地

(1)架空避雷线引流缺失。

(2)接地引下线与接地体连接不可靠，未有效连接。以上常见缺陷均导致防雷接地系统不合格，使接地电阻大于 l0Q，卸流能力降低，雷击电流不能快速流人大地，造成雷电过电压事故。

4辅助并联排除法检测技术原理及实施

4．1仪表选择

随着电子技术的发展 ，接地电阻检测的仪表也在不断更新，品种越来越多，检测精度越来越高，检测方法也越来越简单。在使用方法方面，钳型表是目前各种检测表中最简单的一种。使用较方便，测量准确度能够符合要求。

根据其本身的特性，利用它的测量原理采用辅助并联接地回路，丰富测量数据，2步排除，准确判定接地系统缺陷故障点，在检测工作中最大发挥其功效。

4．2两步排除和确定缺陷位置

(1)排除合格杆塔。

首先用钳型测量仪夹住接地引下线测量 ，记录测量数据 R，根据表 2判定该杆塔接地电阻是否合格和所要进行的下一步工作。

如果测量不合格 ，进入第 2步排除，利用“辅助并联接地回路”排除接地系统中的合格点，确定导致接地电阻过大的缺陷位置。

(2)辅助并联接地法判定缺陷位置。

操作步骤如下：

1)如图 1所示，在所测接地点 20m外将辅助的并联接地体插入地下，用导线将并联接地体与引下线连接 ，连接处宜涂抹导电膏。如上述分析 ，防雷接地系统 中常见的缺陷点如下 ：点 a，接地引下线与架空接地导线连接处 ；点 b，引下线与接地体连接处；点 C，接地体本身锈蚀或焊点开裂。

2)用钳型测量仪 2次分别夹住并联线以上和以下的接地引下线测量，记录测量数据Rup和 Run。 分析数据判断缺陷点，判别方法如表 3所示。

在检测中出现 2点或 3点缺陷，也可依该法继续判定具体缺陷点，即筛选点 b和点c；但实际工作中，一般点 b,c相距较近，且固化在线路杆基护墩内，无需进一步检测。

4．3检测原理

如图1所示，其中虚线框内为辅助并联接地部分，在并联线以上所测阻值为Rup，在并联线以下所测阻值为Run。以测量 Rup为例说明测量原理 ，原理如图 2所示，等效电路见图 3。 可以看出 ，Rup=Ra+Rpar+Rau(Rb+Rc1，其中Ra、Rb分别为接地引下线与导线和接地体连接的接触电阻；Rc为接地体本身阻值；Rpar为全线架空接地导线的其它接地电阻并联值，接近无穷小；Rau为辅助并联接地体的阻值，相对所测接点来讲属于“地”。

由于Rpar、Rau趋近无穷小，Rau／／ (Rb+Rc)也趋近于无穷小 ，即屏 蔽掉Rb、Rc， 因此Rup—Ra。在整个接地系统接地电阻不合格的前提下，若Rup的测量值合格，说明 Rb+Rc阻值偏大，故可通过 Rup反证b、C点是否存在缺陷。同理，Run=Rb+Rc+Rau／／0la +Rpar)。其中，Rpar、Rau趋近无穷小，屏蔽掉Ra，即Run— Rb+Rc，因此可通过Run反证点a是否存在缺陷。Run测量原理见图4，等效电路见图 5，在Rb、Rc之间加辅助接地极即可判定是接地体不合格还是连接处开焊、锈蚀。

5结束语

利用钳型接地测试仪的测量原理，采用辅助并联接地回路，科学分析数据，判定接地系统的缺陷和及时整改，可有效保证电力线路的耐雷水平，从而提高电力系统的供电可靠性。

参考文献

防雷工程接地技术 第7篇

1 接地装置

(1) 自然接地装置:充分利用混凝土结构中的钢筋构架、以及上下金属管道等自然接地体, 是减小接地电阻的有效措施, 而且还可以起引流、分流、均压作用, 并使专门敷设的接地带的连接作用得到加强。当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%, 基础外表面无防水层时, 应优先利用基础内的钢筋作为接地装置。但如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时, 不宜利用在基础内钢筋作为接地装置。当有防水油毡、防水橡胶或防水沥青的情况下, 宜在建筑物外面四周敷设闭合状的水平接地体。该接地体可埋设在建筑物散水坡及灰土基础1m以外的基础槽边。对于设有种电子信息系统的建筑物, 同时又利用基础底内钢筋构成自然接地体时, 无需另设人工闭合环形接地装置。

(2) 人工接地装置:对于自然接地体不能满足接地电阻要求时, 可另加人工接地装置。人工接地装置可由多根水平或垂直接地体组成, 埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm;扁钢截面不应小于100mm2, 其厚度不应小4mm;钢管壁厚不应小于3.5mm。在在腐蚀性较强的土壤中, 应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。人工垂直接地体的长度宜为2.5m, 为了减小相邻接地体的屏蔽作用, 接地体的间距一般为5m, 相应的利用系数约为0.75~0.85。当接地装置的敷设地方受到限制时, 上述距离可以根据实际情况适当减小, 但一般不小于垂直接体的长度。接地体深埋地下接触良导电性土壤, 泄放电流效果好, 接地体埋得愈深, 土壤湿度和温度的变化愈小, 接地电阻愈稳定。根据计算, 在均匀土壤电阻率的情况下埋得太深对降低接地电阻值不显著。实际上, 接地装置埋设深度一般不小于0.5m~0.8m, 这一深度既能避免接地装置遭受机械损坏, 同时也减小气候对接地电阻值的影响。

2 接地分类

2.1 防雷接地

避雷针、避雷线、避雷器和雷电电涌保护器件等都需要接地, 把雷电流泄放入大地, 这就是防雷接地, 在泄散雷电流过程中, 接地体向土壤泄散的是高幅值的快速冲击电流, 其散流状况直接决定着由雷击产生的暂态地电位抬高水平, 良好的散流条件是防雷可靠性和雷电安全对接地装置的基本要求。

2.2 工作接地

由于电力系统正常运行方式的需要而设置的接地称为工作接地。它分为交流工作地、直流工作地、屏蔽接地、防静电接地等。

2.3 安全接地

为了保证人身安全而将电气设备的金属外壳接地, 这样做可以保证将金属外壳固定为地电位, 一旦设备内绝缘损坏而使其外壳带电时, 不致在外壳上出现危险的电位升高而造成人员触电伤亡事故。通常情况下机壳是不带电的当故障发生造成电源的供电相线与外壳等导电金属部件短路时, 这些金属部件或外壳就形成了带电体如果没有很好的接地, 那么这些带电体和地之间就有很高的电位差, 如果人体不小心触到这些带电体, 会危及人身的安全。因此, 必须将金属外壳和地之间作很好的连接, 使机壳和地等电位。此外, 保护接地还可以防止静电的积聚。

2.4 共用接地

(1) 共用接地系统是由接地装置和等电位连接网络组成。接地装置是可由自然接地体和人工接地体组成。

(2) 共用接地是指各种接地如交流工作地、安全保护地、直流工作地、防雷接地等共用一套防雷接地地网, 或利用金属导体把不同系统的接地地网之间连接起来形成一套共用接地装置。

3 接地电阻

(1) 接地电阻受土质、天气条件、地网接地体长度、接地极数量、深度、村质、接地体形状、地网结构等多因素有关。

(2) 接地电阻是表征接地体向大地泄散电流的一个基本物理参数, 在接地设计中占有十分重要的地位。接地电阻可分为直流接地电阻、工频接地电阻和冲击接地电阻, 在一般情况下, 直流接地电阻与工频接地电阻无原则上区别, 而工频接地电阻与冲击接地电阻则有较大的差异。在工作接地和安全接地中所涉及的是工频接地电阻, 而在防雷接地中所涉及的则是冲击接地电阻。

(3) 接地电阻大小直接与土壤电阻率有关, 埋设接地体的作用就是确定地中电流起始泄散的几何边界条件, 以接地体自身的形状和尺寸来影响接地电阻值。接地体与土壤接触得越紧密, 就越有利于电流从接地体表面向土壤中泄散, 接触电阻就越小。另外, 土壤自身的电阻率越小, 其散流性能就越好, 散流电阻也越小, 这样防雷效果就越好。

(4) 在高土壤电阻率地方可采用人工改善地阻率的方法, 改善电阻率有两种方法, 一为敷设降阻剂, 二为换土。敷设降阻剂的作用是一种化学处理的方法, 它是在接地体周围加入离子生成物质, 以改善土壤的导电性能, 这种物质的作用是可增大接地体的有效半径, 从而增大接地体的流散面积, 使接地电阻降低, 从而达到减小接地电阻的目的。

参考文献

[1]GB50057-94, 国家标准《建筑物防雷设计规范》2000[S].

[2]GB50343-2004, 国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》[S].

高速公路机电设施防雷接地技术 第8篇

1 防雷接地系统的重要性研究

防雷接地工作主要结合闪电能量释放机理进行科学调理, 按照直击雷电分流与电磁干扰能量规则探析, 技术人员首要完成的任务就是稳定电位均衡补偿基础。接地工作的动机要领就是运用过低阻抗途径进行细化流程布置, 进而稳固建筑物与电子设备的交流特性, 避免安全事故突发现象。涉及雷电电磁脉冲对电气设备的影响危机与电容性耦合干扰效用已经基本稳定, 只要借助科学的接地措施就可以降低引下线上的电压数值, 杜绝反击隐患的滋生。可以说, 电子设备的防雷接地已经成为整个机电设备安全布局的重要技术保障。

2 接地措施的分类规划

结合必要疏通功能分析, 接地工作主要可以延展为两类样式:一是介于技术人员生命安全与设备稳定质量之间的接地媒介, 二是稳定设备正常工作能力的疏导介质。二者基本可以定位为保护与工作接地方式。涉及保护接地就是维持设备机壳与防雷系统的接地保障, 透过雷电袭击场景下的感应雷、雷电波引入状况进行设备调试要点探析, 为后期强电、弱电接地方案堆砌创新制备元素。因为接地电阻存在多样性特征, 并且工程实践流程中的接地信号通常稳固在独立架构之上, 这就决定着细致布置过程中有关电源防雷接地的分开建设标准。

3 接地电阻的规范标准论述

在高速公路机电系统内部实施防雷接地计划, 有关支撑电阻值大致稳定在10Ω左右, 这是因为施工流程中存在季节湿度因素影响, 为了满足抽样测试的精准度效用, 就不得不针对既定标准值实施扩充处理。土壤电阻值容易随着季节过渡产生变化, 规范要领上只是阐述电阻许可值极限样式, 为了迎合技术管理要求, 在补充电阻值设计上要做到联系气候标准条件进行优质化匹配。

4 接地防雷措施规划

4.1 布置防雷监控系统

此类接地监控处理方案按照规范动机要求主要划分为以下节点:

任何外场设备必须第一时间贯彻接地方案, 实际调试电阻值数据要保证高于4Ω。监控设备应与整个防雷架构保持同步运行标准, 其间实际规范电阻值要求低于1Ω。供电线缆在处理防雷架构协调任务中需要做到必要的信号屏蔽处置, 并借此稳固电力与通信电缆正常工作的稳定能力, 避免任何雷击事件的侵扰作用。监控系统搭建工作必须联合外场设备与机房协调效应进行同期延展, 至于场外设备的电源归控潜质与管道敷设绩效通常需要稳定在必要界定方式之内;有关金属器件的布置格局要适当斟酌, 严禁任何突发状况的扩散危机。接地方案选取上大致运用单点处理途径, 地线在与设备进行专用区域地网规划上要尽量贴合精良标准。

至于监控机房的稳定绩效通常依靠接地平稳线路进行综合协调保障, 包括地线设备与工作逻辑的搭配能力等, 为了尽量克制交流电源的干扰作用, 有关交流电源的布置原则要尽量贴合电源中心线要求, 避免错综复杂布局造成的保护局限效应。

4.2 防雷接地设施的布置

为了稳固通信系统正常工作, 有关技术人员必须联合设备管制节点进行细致规划, 通过工作外场与保护范围进行防雷池专属空间设置。传输设备上通常会运用接地螺栓进行接地线动力补充, 其内部不同直流交接电源与设备机壳之间维持稳定连接水准, 联合大地接入要求进行单元剩余电荷一次性释放。运用单点连接的技术方法能够联合接地螺栓进行合理引出, 保证传输设备与外场工作地的协调工作能力。技术人员应该围绕交流配电系统的接地要求进行设施搭建, 根据交换独立交流电以及安全规范技巧进行综合分析, 确保保护地线能够及时断开。过程中如若交互局域网不能独立供应交流安全接地规范标准, 可选择与配线架防雷接地实施共同管理。

针对交流稳压能力不足的局域规范空间, 涉及必要电网过压以及欠压效应会对设备正常工作能力带来不必要的侵蚀效果。为了全面规避此类危机状况, 技术人员可适当运用逆变装置进行设备供电缺口调整, 避免不必要的经济浪费。

5 结语

对于系统内部各类设备以及避雷规范技术要做好有力协调, 有力克制设备损坏事件的不利影响, 同时结合各类传输线上, 包括电源的进出线、数据和信号线安装适当的避雷器, 确保细化工程的进度。

参考文献

[1]赵金婵.云南曲陆高速公路机电系统防雷方案的设计与选用[J].科技情报开发与经济, 2009, 25 (13) :157-164.

[2]张明.浅析高速公路机电系统的防雷接地技术[J].山西建筑, 2009, 24 (06) :47-58.

[3]张疆.深度探讨高速公路机电系统的防雷技术[J].科技资讯, 2010, 31 (25) :59-74.

高层建筑物防雷接地技术探究 第9篇

随着我国经济技术的发展, 城市里高层建筑逐步增多, 高层建筑的智能化也成为一种趋势。但是建筑的高层化和智能化在带来方便的同时, 对建筑设计的要求也越来越高, 特别是当前建筑内电气设备增多, 线路复杂密集, 所以一旦遭受到雷击, 建筑内的电气电子设备和网络系统将会受到严重的损坏和影响。由建筑物年预计雷击次数公式 (详见GB500572010) 可知, 高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多。当建筑物顶部防雷装置遭遇落雷时, 大量的电荷将沿着防雷引下线, 通过防雷接地装置流入地中, 雷电流的最大峰值可达200 k A以上, 而其持续时间仅几十微秒。此时, 将在防雷引下线和接地装置上产生很大的电压降。经理论计算和模拟测试, 引下线上的电位差可达10 k V/m以上。当建筑物高度超过100 m时, 顶部防雷装置同接地装置之间的电位差可高达1 000 k V以上, 容易引起引下线和与其相连的金属部件同其他金属体或导体之间产生反击放电。因此, 我国因雷击而造成的建筑内的设备损坏事故时有发生, 这就使得建筑物的防雷接地措施变得十分重要。

2 高层建筑物防雷措施

2.1 防雷接地装置

根据GB500572010《建筑物防雷设计规范》, 在建筑物的防雷措施中, 建筑物可分为3类, 不同类别所采取的防雷措施也有不同, 同时又将将建筑物的防雷分为外部防雷和内部防雷。各类防雷建筑物都应设防直击雷的外部防雷装置, 并应采取防闪电电涌侵入的措施, 同时也应设内部防雷装置。高层建筑的外部防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置组成, 主要用来防直击雷和侧击雷。

2.1.1 接闪器

现阶段已有的接闪器有避雷线 (网) 、避雷针, 还包括在屋面上利用金属栏杆做避雷网, 即金属屋面等。

3类防雷建筑物对于接闪器的设计要求是不同的。根据IEC610241998《建筑物防雷》通则, 对于第1类防雷建筑物应设独立避雷针或架空避雷线 (网) , 使被保护的建筑物及风帽、放风管等突出屋面的物体处于接闪器的保护范围内。第2类防雷建筑物避雷网 (带) 应按女儿墙、屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设, 并在整个屋面组成10 m10 m或12 m8 m的网格。第3类防雷建筑物宜采用装设在建筑物上的避雷网 (带) 、避雷器或由两者混合组成的接闪器, 接闪器应在20 m20 m或24 m16 m的网格内。

2.1.2 引下线

引下线是将避雷网 (带) 和接地装置连接在一起, 使雷电流形成通路的接地线路, 引下线的布置和数量直接影响其分流效果。若在设计时高层建筑物只留一根引下线, 且引下线很长, 雷电流的感应压降就会很大, 反击风险也就很大。因此, 为减小反击风险, 通常使用多根引下线, 并在将其用均压环连接到同一高度处的屋内金属物体上, 这样, 就会使雷电流在局部区域分布均匀, 以减小电位差。

引下线一般采用圆钢或扁钢, 其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。专设引下线应沿建筑物外墙外表面明敷, 并经最短路径接地, 但建筑外观要求较高者可暗敷。用钢绞线做引下线, 其截面积不得小于25 mm2;用有色金属导线做引下线时, 应采用截面积不小于16 mm2的铜导线。但引下线圆钢直径不应小于10 mm, 扁钢截面不应小于80 mm2。根据《工业与民用配电设计手册》, 引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置, 其间距不应大于规范的要求, 应尽可能增加引下线的数量, 适当减少引下线间距。采用多根专设引下线时, 应在各引下线上于距地面0.3~1.8 m之间装设断接卡。每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω, 但对于每年预计雷击次数大于或等于0.012次且小于或等于0.06次的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物及第1类防雷建筑物, 接地电阻不宜大于10Ω。

2.1.3 接地装置

在接地装置中, 铜包钢接地极是接地工程中应用最为普遍的一种接地产品, 其独特的工艺、接地防腐蚀性、表层紫铜材料优良的导性、铜包钢接地棒特殊的连接传动方式, 使它具有导电性好、施工方便、造价低等特点。与传统的接地棒相比, 铜包钢接地棒具有很大的优势。根据工程需要, 产品有多种不同的规格, 主要体现在产品的长度、直径以及镀铜的厚度等方面。在生产中, 一般选用柔软度比较好, 含碳量在0.10%~0.30%的优质低碳钢;采用特殊工艺将厚度在0.25~0.5 mm之间的高导电的电解铜均匀地覆盖到圆钢表面, 该工艺可以有效地减缓接地棒在地下氧化的速度;此外, 还采用轧辊螺纹槽加工螺纹, 这就保持了钢与铜之间的紧密连接, 以确保其高强度, 使其具备优良的电气接地性能。

接地装置的优劣不仅与所使用的材料有关, 还与接地电阻和接地方式有关。埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用热镀锌角钢、钢管或圆钢, 埋于土壤中的人工水平接地体宜采用热镀锌扁钢或圆钢, 但是若敷设于土壤中的接地体连接到混凝土基础内起基础接地体作用的钢筋或钢材上时, 土壤中的接地体宜采用铜质或镀铜或不锈钢导体。接地电阻值在现代高层建筑设计中有严格的要求, 一般不宜大于1Ω。在土壤电阻率高的地区, 一般采用多支线外引接地装置、换土或改良土壤电阻率以及将接地体埋于较深的低电阻率土壤中等办法。在连接引下线和接地体时, 接地线应与水平接地体的界面相同。接地装置的接地形式可以分为TN-C-S系统、TN-S系统、TN-C系统、IT系统以及TT系统, 在实际运用过程中, 采用TN-S系统和TN-C-S系统较多。

2.2 实例说明

由于运行与安全的需要, 常将电力系统及其电气设备的某些部分与大地相连接, 这就是接地, 接地可以分为工作接地、保护接地、防雷接地。其中, 防雷接地是将建筑物等设施和用电设备的外壳与大地连接, 将雷电流引入大地, 从而保护设施、设备和人身的安全, 使之避免雷击, 同时避免雷击电流窜入信号接地系统, 影响用电设备的正常工作。

下面以某工程为实例对高层建筑防雷接地设计进行说明。建筑物所占面积为27 000 m2, 高为99.5 m, 商住两用, 建筑物的1~5楼作为商场和办公场所, 6~30层为住宅。建设过程中在防雷接地方面得出的结论如下:该建筑物属于第2类防雷建筑物, 应采用建筑物结构基础内钢筋网作为接地体, 其接地电阻值应不大于1Ω, 在建筑电气装置的电源进线端应该安装电涌保护器。在防雷接闪器设计上, 应采用40 mm4 mm镀锌扁钢, 于住宅楼顶部沿楼梯间、女儿墙、电梯间在屋顶四周暗敷, 形成金属屋面作为避雷连接线, 并使避雷短针 (用准12 mm镀锌圆钢制作, 高600 mm, 间距3 m) 与避雷连接线连通作防雷接闪器。在引下线设计上, 应专设2根引下线, 利用结构柱内对角线上直径大于20 cm的主钢筋作为引下线, 并且引下线间的距离不大于18 m。在接地装置设计上, 应利用结构桩基基础及承台外侧周边各2根主钢筋作为垂直接地体, 2根地梁上面的主钢筋作为水平接地体, 2根地梁内的主钢筋作为接地引下线, 并与水平接地体、垂直接地体形成共用接地装置。

3 结语

高层建筑物的防雷直接关系到建筑、建筑物内的电气设备和电力电子设备以及人员的安全, 在设计、施工时除了严格遵守规范外, 还应积极采取新技术, 改善已有的措施, 防止因防雷接地措施不完善带来的伤亡及损失。

摘要：分析了雷电对高层建筑物造成的干扰和损害, 并对防雷接地技术进行了深入研究, 用实例说明了在高层建筑物设计过程中应该采用的设计方案, 并进一步提出了防雷接地措施。

关键词：高层建筑物,防雷措施,接地装置

参考文献

[1]GB50057—2010建筑物防雷设计规范[S]

[2]IEC61024—1998建筑物防雷[S]

[3]樊裕伟.高层建筑防雷设计及施工[J].江苏建筑, 2011 (1)

[4]张文.高层建筑的雷电保护设计和SPD的选用[J].山东气象, 2008 (3)

防雷及接地安装技术总结 第10篇

防雷接地在电气施工中是一项必不可少的工作内容,国家对其的要求也越来越严。做好这项工作必须采用合理的、正确的施工方法,根据多年的施工经验,从其施工准备、操作工艺、质量标准、成品保护、应注意的质量问题等方面进行了总结,试图更规范的做好这项工作,提高施工质量和技术管理水平。

1 施工准备

在施工准备阶段,首先应保证材料到位,正所谓“巧妇难为无米之炊”,材料是一切的前提,如扁钢、角钢、圆钢、钢管等;其次要保证施工机具到位,因为机具是一切的保障,如电焊机、电锤、钢锯、锯条、铁锹、铁镐、卷尺等;在“万事俱备”的条件下,最后还应保证“施工阶段作业条件”这个“东风”也同时具备。如接地体施工作业的前提条件是底板筋与柱筋连接处和底板筋之间连接处要绑扎施工完成;接地干线施工作业前需要支架安装和土建抹灰施工完成等。

2 操作工艺

在操作工艺阶段,不仅要确保施工工艺流程的正确性,而且要确保各道工序施工的规范性和合理性。在防雷接地安装工艺流程中,首先是接地体的安装,然后是接地干线的安装,其次是引下线的安装,最后是避雷带的安装。在明确了工艺流程之后,接下来最重要的是保证各道工序的施工规范性与合理性,使其符合施工验收规范要求。

2.1 接地体安装工艺

对于接地体的安装,它分为两种情况,一种是人工接地体安装,另一种是基础接地体安装。在人工接地体安装时,我们要根据设计要求,选用一定规格的角钢作为人工接地体,并按照每节2.5 m切割预制,并且角钢的一端加工成尖头形状;然后按照图纸设计走向对接地体的线路进行测量放线,并沿着线路挖沟,沟上部宽下部窄,纵切面为倒立的梯形,沟的深度大于0.8 m,宽度大于0.5 m;接着沟施工完毕后,便可以开始接地体和接地扁钢的安装。在安装接地体时,首先保证其位置正确,位于沟的中心线上,其次还要保证与地面保持垂直,然后在接地体的顶端套上防护帽,用大锤平稳的打击防护帽,使接地体缓缓地进入地下,当接地体顶端距离地平面下0.6 m时停止打击;随后便可以敷设扁钢,并将其与接地体进行焊接。但应注意扁钢在敷设前应调直;在焊接时要侧立放置,与接地体相贴,并且要保证扁钢距接地体顶端100 mm。焊节完毕后要及时将焊缝上的药皮清除干净,并刷沥青漆做防腐处理。最后接地体施工完成后,要对其质量进行验收。在验收过程中,我们要遵守“三检”制度,对施工质量做到层层把控,确保其不留半点质量缺陷。待检验合格后便可进行回填,回填土时要注意分层夯实并进行接地电阻摇测和记录,确保其符合规范的要求。另一种便是基础接地体的安装,通常是将底板钢筋作为接地体。将底板钢筋之间、柱内主筋底部与底板筋进行搭接焊接,焊接完毕后把焊缝间药皮敲除并清理干净,并在两根主筋上刷漆做好标记,有利于检查核实,防止与防雷引下线(利用主筋)跨接时发生错位焊接。待施工完毕后,应同样按照“三检”制度流程进行隐检,同时做好隐蔽记录。

2.2 接地干线安装工艺

对于接地干线的安装,它分为室内明敷与室外安装暗敷两种情况。其具体的施工方法如下:室外接地干线的敷设,应提前将接地扁钢预制调直,然后对其测量定位、预制开孔、煨弯,并将断接卡子及接地端子装好,接着将扁钢放平埋入挖好的沟内,并用回填土压实,最后接地干线末端应有0.5 m引出地面与接地线进行连接。室内接地干线明敷设:应前期配合预留孔洞并预埋支持卡子,并用水泥砂浆稳固,然后开始敷设墙上的接地线。在敷设接地扁钢时,将一端用支持卡子固定,另一端沿墙吊起,最后将接地干线连接处焊接牢固。

2.3 防雷引下线安装工艺

对于防雷引下线敷设安装,首先我们按设计图纸要求找到施工现场相对应的主筋,并涂刷油漆作好标记。然后在距室外地坪0.5 m处与接地电阻测试点进行焊接,随后串联焊接至顶层,同时要预留一定长度引下线与避雷网焊接。施工完毕后要按“三检”制度流程进行隐蔽检查验收,同时做好隐蔽检验记录。

2.4 避雷带安装工艺

对于避雷带的安装,首先随结构施工预埋支架或铁件,并按照水平间距1 m,垂直间距1.5 m,转角处两边的支架距转角中心0.5 m的要求进行弹线及分档定位;接着用手钻钻洞,洞的埋深大于80 mm;接着先埋注首尾两端的支架,然后拉一条直线埋注中间支架,保证所有的支架在一条直线上。在埋注支架前应先将洞内用水浇湿,确保将卡子固定牢靠。如果女儿墙预留有预埋铁件,可将支架直接焊在铁件上;最后将10的镀锌圆钢在支架上固定并与各根引下线相焊接形成环形。

3 质量标准

在质量标准方面,更要严格把控各个环节。不仅要保证各道工序的合理性,如接地装置的接地电阻值必须符合设计要求;与电气设备连接的接地分支线,必须直接与接地干线相连,严禁串联连接。而且还要保证各道工序的规范性,如表1所示。

4 成品保护

在成品保护方面,要积极做好成品保护措施,保护施工成果不要受到破坏。对于接地体的保护,应注意在其他工种挖土方时,防止其碰撞接地体,对其造成损害;但是在安装接地体时,我们也不得随意移动已经绑扎好的结构钢筋。对于接地干线的保护,在喷浆前必须预先将接地干线用纸包扎好,但是在接地干线施工时不得磕碰及弄脏墙面。对于防雷引下线的保护,应注意拆架子时不要磕碰引下线;同时敷设后,避免砸碰。对于支架的保护,应注意支架稳注后,不得碰撞松动;但是在剔洞时,也不应损坏建筑物的结构;对于避雷带的保护,应注意敷设完毕后,应避免砸碰。

5 质量通病

对于施工质量通病,我们一定要格外注意,要将其视为前车之鉴,确保不要重蹈覆辙,如表2所示。

6 结语

伴随着时代不断地进步与发展,建筑物的质量、安全受到人们的高度重视。搞好施工质量也就变得尤为重要,我们一定要不断地思考、不断地创新、不断地总结,不断地提高,不断地进步,进而建造出更加优质的工程。

摘要：结合实践经验,介绍了防雷及接地安装施工的准备工作,从接地体安装、接地干线安装、避雷带安装等方面,阐述了防雷及接地安装的操作工艺,并提出了安装质量与成品保护措施,从而提高电气的施工水平。

建筑塔吊接地技术 第11篇

【关键词】建筑塔吊；共用接地；防护措施；优化设计

前言

在建筑工地高耸的建筑塔吊由于自身完全是通过金属部件的方式来构造而成，大量的电磁波在塔吊的闭合回路之中产生了较大的电压和电磁辐射，从而使得塔吊的金属表面产生了电荷，在这一过程中如果说遭遇了雷雨天气，那么在雷击之下，必然会导致财产损失，如果在雷击过程中周边还有施工人员存在，还极有可能存在生命威胁。所以，建筑塔吊在进行接地的过程中，必须要采用科学合理的措施来进行，最大限度的避免其中存在大量的安全隐患。下文主要提出了共用接地混合系统，对其中所涉及到的多方面设计重点是进行了阐述。

1、塔吊接地技术原理

1.1建筑塔吊感应电压特点

当电台的发射功率为P，发射天线到塔吊的距离为r，天线为各向同性天线，自由空间电场强度有效值为：

那么，建筑塔吊因临近通讯发射源受到电磁辐射而感应电压Ui（ x） 的分布特点是与地面垂直的电场从地面到塔臂（离地面hp） 的积分：

式中z为与地面垂直的电场方向上的积分变量；hp为塔吊高度。可见，塔吊感应电压是随塔吊高度呈递增变化，且高度增加感应电压逐渐增大。

同时，雷电流是一个非周期性的脉冲波：

式中Im为雷电流的幅值；a，b为由雷电流波形决定的常数；t为作用时间。那么，塔吊上的感应雷过电压为：

式中I为雷电流； V为雷电放电速度； s为塔吊与雷电先导的水平距离； h为塔吊高度。

可见，雷电对塔吊产生的感应电压随塔吊导体两端电阻的增加呈非线性增加趋势。特别是塔臂两端电阻明显不对称，据最大不匹配原理，使吊钩产生的感应过电压极大，给施工带来很大的危险性。

1.2单点并联分离接地和串联公共接地

对于单点并联分离接地系统，如感应电是低频（30～300kHz）的则是较好的连接接地方式。在这种情况下，任何一个接地电位只受其接地电流和阻抗的影响，但弊端也很明显。所以，建筑塔吊临近通讯发射源作业时，一般不适合使用这种单点并联分离接地系统。

2、建筑塔吊的共用接地混合系统的优化设计

任何一个具有良好防护效果的接地系统都应当是能够有效对雷电感应高压电和磁辐射进行防御的，同时还能够在完全避免额外开支的情况之下确保接地系统的安全性。所以说，建筑工程在对塔吊进行接地的过程中，一般都不会主张使用独立接地的方式来为塔吊提供防护，而是直接对防雷接地、供电设备接地、防电磁辐射等多个接地系统进行实混合使用。在目前大量的塔吊接地工程之中，使用共用接地系统的方式是极为普遍的，这一设计方式已经逐渐推广到了建筑塔吊的防电磁辐射以及防雷高压电感应接地系统中进行应用。

在进行塔吊接地实际操作的过程中，其共用接地混合系统的操作模式就是直接把防静电、防电击、防电磁辐射、防雷等多个方面的建筑搭接保护措施直接与电气设备的接地功能和工作接地的线路与共用接地网相连接，也就是直接将接地的母线和接地系统中所涉及到的各个部分都连接到一个接地体之上：在进行连接的过程中，接地线必须要和塔吊顶部的避雷装置进行连接，而其接地线的下部就必须要是和接地网进行相应的连接，其中间部位就必须要和整个塔吊的框架结构进行连接。在对塔吊在地面上的整体处理完毕之后，将塔吊框架之上所存在的接地线与避雷装置上的等电位接地网进行连接。并且以此来使得，整个塔吊网的等电位连接能够转变成为法拉第笼。其中所使用的接地引下线必须要保证是利用厚度达到3mm，宽度为25mm扁紫铜线与塔吊结构之中的钢结构进行板顶，而其中所利用的接地体主要是深基础之中的桩基和自然接地体相连接构成的。在这其中所使用到的电容器，必须要采取不同的容量值，至少要达到2000～3000μF之间，才能够使得耐压值基本符合实际使用要求，并且以此来保证不同频率之下的感应电能够经过传导之后，直接传递到大地之中。此外，接地的引线长度应当要确保不高于1/20波长，在这一长度范围下，引线能够维持在一个较低的阻抗状态之下；接地线并非需要达到等长的状态，不均匀的长度起啊其能够有效的环节1/4 波长所产生谐振以及雷电波等侵入现象。

除此之外，依据塔吊吊钩端所产生的感应过电压较大这一现象，就必须要在塔吊的吊钩附近，安装一个能够进行随意移动，并且频率多样的接地提醒。如此以来，在吊钩落地进行物资吊运的过程中，其附件接地系统便能够直接夹住吊钩上部的钢丝束，再加上塔吊之上所存在的电容器数值不同，那么，吊钩在这一过程中所产生的电荷便能够完全传入到大地之中，从而为塔吊的正常运行提供了切实有效的保障作用。并且这一吊钩附件自身具有着较高的移动性，能够随意的跟随吊钩移动，其施工人员在操作的过程中也较为方便，无需在吊钩之上专门使用相应的绝缘绳，这极大的提升了吊运效率。此外，在塔吊上部的附件也同样能够与共用接地混合系统进行连接，通过这一方式，便达到了双层保护的效果。

3、接地体技术要点

3.1接地体的特点

依据建筑塔吊自身所具有的特性不同，其接地系统就应当充分的利用自然接地体，也就是利用直接将塔吊的地下基础桩体进行埋藏的方式，使其中的主筋桩基能够直接和接地体这两个部分能够良好的结合在是以期，那么在这种接地情况之下，其塔吊自身的接地点就至少有4处，也就是塔吊自身框架的四角主体钢柱。利用这一方式来进行接地，不但能够切实有效的对塔吊间电位和电阻等进行降低，还能够起到塔吊加固的作用。此外，利用保护端子排以及自然接地的方式，能够切实有效的保证塔吊处在一个等电位环境之下，而其中所涉及到的感应电压也在这一过程下降到了一个无害的范围之内。

3.2接地体的安装

在建筑塔吊自身进行深基主筋的桩基安装的过程中，务必要充分的考虑到接地安装的应用，实际好似用的过程中，最好是使用垂直接地体的形式，而塔吊的角钢垂直角度就应当严格按照相关规范来进行，其接地体自身的上端位置与地面距离的具体深度不能够低于0.6m，其接地体在位置设计的过程中，引出导体至少要超出地面距离30cm以上。

3.3接地装置的连接与保护

塔吊的接地装置处于地上的部分，可以利用螺纹的方式来使得两者连接在以期，而螺纹的连接则必须要使用防腐蚀、防锈、放松等几个方面的性能；接地装置的地下部分在进行焊接的过程中，则必须要保证经过焊接处理，焊接位置不能够出现虚焊的现象，如果说在进行焊接的过程中是使用深基础中的主筋桩基钢筋来当做是自然接电线的时候，其接头或者是伸缩缝就应当通过相应的方式来进行跨度连接。并且接地线可以和塔吊自身框架之上的多个接头进行绑定，但是在绑定的过程中，务必要让各个部分都够良好的接触在一起。同时，如果说塔吊自身的接地装置是直接安装在具有一定腐蚀性的软性土壤之中，就必须要针对接地装置采取相应的防腐措施，并且在各个部位的焊接处都应当涂抹上相应的防腐漆，同时，还必须要避免接地装置遭受到机械性的损伤，在工程施工的过程中，还应当对接地装置进行定期的翻看，避免出现安全隐患而无法第一时间发现。除此之外，当塔吊接地工程完工之后，相关责任部门必须要针对这一方面来进行严格的验收。

4、结语

综上所述，由于塔吊自身在建筑工地之中所处的位置较高，而自身的结构组成也完全是由金属框架来构成，这直接促使塔吊自身所具有的接地技术安全性要求极为严格。只有将大量的接地技术进行混合性的运用，才能够使得塔吊的接地技术安全有保障，最大限度的减少塔吊之上所产生的感应电压，以此来从根本上解决塔吊接地的安全问题。但是必须要加以重视的是，目前所应用的各项技术还不完善，还应当针对该行业领域进行全面深入的研究，以此来使得塔吊接地技术的安全性能够持续不断的提升。

参考文献

[1]尹素花，袁影辉.某工程塔吊安装方案[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（02）

[2]陈志祥，蒋星钟，郭秋明.高层塔吊安装和拆除应注意的事项[J].经营管理者，2011（07）

[3]钱鑫，刘凤翰.关于塔吊基础设计安全隐患的研究[J].江苏建筑，2011（03）

基金项目

浙江广厦建设职业技术学院2012年度立项课题《基于核心能力培养的建筑工程专项施工方案编制与研究》研究成果

作者简介

防雷接地技术 第12篇

关键词：通信机房,雷电,接地防护,方案设计

1 概述

目前在电力系统通信网络中出现了一个难题, 那就是其通信的重要组成部分通信机房经常遭雷击。经过多方考证, 其主要原因就是由于程控交换机组以及大型电子计算机网络等核心系统设备的耐雷电压以及过电流的技术水平很低, 以及一些附属设备的防雷技术的落后, 这样就使得通信机房与以前相比就更容易遭受雷电波的侵入, 最终导致通信机房频频遭受雷电的攻击。据不完全的数据统计, 雷电攻击对电信机房的电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%, 通信机房的防雷工作已经成为目前电力系统中通信网络建设一项迫切要求。

2 通信机房遭受雷击的常见形式

(1) 直雷击。这种“直雷击”的产生主要是由云层中带着的大量雷电和地面某处进行强烈放电现象。这种情况下就会出现在雷电对地上直接闪击, 就会对地面的一些设施造成重大损坏。“直击雷”发生的概率比较小, 而且每次雷击的攻击面积也比较小。但是“直击雷”的放电过程非常猛烈, 如果地面目标被击中, 就会产生很大的直击电流, 从而对地面目标造成重大的损坏, 直击雷一般性都是波及到的主要是室外物体, 因此我们就把防直击雷的系统叫做外部防雷系统。

(2) 感应雷。“感应雷”也可以叫做“二次雷”, 产生这种雷电攻击主要的原因就是由于在雷云对地放电或雷电在雷云之间时, 与地面的户外地埋电力线、设备间连接线、传输信号线路产生电磁感应并侵入通信机房, 使得通信机房的内部设备遭到损害的放电现象。这种“感应雷”虽没有“直击雷”那么的猛烈, 但是其发生的概率就比较高。其危害性的产生是不论在雷云对雷云之间闪击还是在雷云对地闪击时, 其都会对地面的目标造成损害。在此之外, 一次较为强烈的感应雷可以让很大范围中的多个通信机房中的电子设备造成过电压现象。更为严重的是这种高压还会通过通信机房信号中继线以及基站供电线等来进行传输到其他的地方, 这样就使得其雷击的损害的波及范围迅速扩大。

(3) 雷电侵入波。“雷电侵入波”也可以叫做线路来波。其产生主要是在雷云对地放电或者雷云之间时, 在通信机房附近金属管线上产生的电压 (其包含电磁感应与静电感应) , 这种感应还是会通过电压以行波的形式进入室内, 最终造成通信机房内的电子设备的损坏。

(4) 地电位反击。这种“地电位反击”主要指的是建筑物或者其附近被雷击中, 使附近接地点的电位升高, 造成设备的外壳和导电部分产生反击过电压, 导致设备损坏。据可靠统计:直接雷击损坏的只有15%, 反而是其他形式的损坏占85%, 因此要对地电位反击、雷电侵入波引起重视。

3 过电压以及雷电侵入机房通信设备的途径

过电压以及雷电的入侵, 是接口电路、微波通信收发信机、通信电源以及用户通信设备电路出现损坏的主要原因, 其侵入途径有:

(1) 从交流供电线路入侵, 室外的架空电力线路遭雷击或感应电的闪击, 电压过高, 保险及整流变换模块、造成电源、电源盘等遭到损坏。

(2) 从通信线路入侵, 通信的架空光缆和电缆遭电击或闪击, 产生瞬间过电压, 迅速向两路两端扩散, 然后进入机房, 对机盘、用户接口电路板、保安配线架以及电路板造成损坏。

(3) 地电位反击电压由接地体入侵, 强大的雷电电流流入接地网, 在接地体周围形成分散的点位分布, 在相邻的线路上形成雷电过电压。

4 探讨通信机房防雷保护的综合机理

随着计算机和通信网络设备的使用规模的不断变大, 雷电和过电压产生的危害越来越大, 从前的防护体系已经不能适应今天的需要, 因此, 防护技术要以三维防护代替老旧的一维防护, 其中包括防直击雷、防感应雷电波侵入、防雷电电磁感应、防地电位反击影响和操作等多个方面的防护工作。

三维防护的原则是根据电气以及微电子设备的功能的不同及保护程序的差异还要保护层的不同, 从保护重点入手作出分级分类保护;找出可能的雷电及操作瞬间过电压危害通道, 再从电源线到数据通信线路做出分类和分级保护。

5 通信机房一般性的防雷措施

(1) 将绝大多数的雷电电流用外部的保护条件引入地下。

(2) 用过电压保护器对数据线、信号线和电源线引入的过电压波进行阻塞。

(3) 对RTU和通信之间的RS232接口用光电隔离器进行隔离。

(4) 用过电压保护器限制被保护的设备的浪涌电压幅值。

6 构建机房综合防雷系统

通信机房系统的防雷接地要符合以下规定:

(1) 对于建筑物中进出的传输线路上的浪涌保护器的设置:

(1) 对于A级防护系要用2级或3级信号浪涌保护器。 (2) 对于B级防护系要用2级信号浪涌保护器。

(3) 对于C或D级防护系统要用1级或2级信号浪涌保护器。

(2) 对计算机设备的输出和输入端口处安装合适的信号浪涌保护器。

7 电力系统通信机房的防雷保护和接地系统

7.1 过压保护

过压保护包含外部电涌防护 (防雷电磁脉冲) 以及内部近旁电涌防护 (内部操作过电压) 。想消除雷电引起的电位差及电磁干扰, 必须做好局部等电位同总等电位之间的连接, 在实际的应用时一般使用直流工作接地、防雷接地、安全保护接地、交流工作接地等几种接地方式共用, 以此来减少接地故障。

7.1.1 外部无源防雷保护系统

内部防雷保护系统主要包括电位联结、屏蔽隔离、安全距离等等。但内部及外部防雷系统都不能做到真正地把电网中因雷击引起的暂态过压消除完全, 感应雷电电压很高, 一般都在千伏以上, 而数据通信设备在承受电压能力有限, 如果闪电脉冲电压高达几百伏, 就会导致数据通信设备的损坏。因此, 在防雷的过程中还要有电压保护装置来防止内部操作过电压和雷电电磁脉冲对电子设备所造成的损坏。通常的屏蔽办法是利用高层建筑物钢筋混凝土外墙的钢筋构成法拉第笼式进行全方位屏蔽防雷电电磁脉冲, 这种办法既安全而且还最省钱。如果在某些地方条件有所欠缺。也可以用全屏蔽、部分屏蔽、设备金属管、线缆和金属线槽的屏蔽来达到让雷击时的电磁场层层减弱的效果。

7.1.2 使用电涌保护器

在机房的各个供电环节中和连接处都分散安装着SPD, 以其来保护设备。例如在交换机中继线入口、电源配电箱到终端配电盘等都用了电涌保护器, 还有其他的一些相应设备和保护模块也可以用来抑制来自电源线、计算机网络、电话线、视频线路等线路所产生的感应过电压。

7.2 接地系统

接地系统在避雷技术中有着十分重要的地位, 所有形式的雷击不管是直击雷还是感应雷还是其他形式的雷, 都要将其通过接地装置引入大地。因此, 如果没有良好的接地装备, 那么防雷就只是空谈。对于建筑物来说, 要在外部安装接闪器, 并与大地形成一个良好的电气连接, 做出一个完善的避雷系统。接地装置的作用就是快速地让雷电对接闪器的闪击电荷泄放进入大地, 和大地中的异种电荷相互中和, 从而减小雷击和雷电闪击的破坏。这一点上中国大多数的数据通讯设备机房所在的建筑物都已经做到。

7.2.1 接地系统的功能

当设备和系统中的单元能和器件在其电磁环境中正常运行但并不产生辐射对其他器件、系统和设备造成危害或干扰。则称为EMC, 要达到理想的EMC, 要做出两种分析:在电磁环境中一种具体器件的影响和整个系统中满意功能的效果。在如今, 制作上和设计者都有一系列的产品、技术、建议和标准来进行源于任何器件产生的电磁干扰 (EMI) 问题进行控制。

7.2.2 接地系统的设计接地原则

想要通信系统达到EMC状态, 不仅只是保护单个部件和简单的测试。实际上, 如果是具体地对某部件进行保护, 反而会因其使整个系统都出现问题, 为确保整个通信系统的正常运行, 必须要根据EMC的准则对接地系统进行设计。

7.3 保护间隙

保护间隙是一种简单的防雷装置, 电力系统通信机房中一些不适合安装其他防雷装置的地方应用, 却有着很好的防雷效果, 它由上和下两部分间隙组成。上部有主间隙, 下部有辅助间隙。安装过程中, 其中的可动部分安装在电力线路上的瓷瓶上, 并和导线相连, 固定在木横担上, 然后通过连接线接地。当雷电击中时, 间隙的距离被击穿, 就把雷电流泄露到地下。

7.4 阀型避雷器

阀型避雷器由若干个放电间隙串联而成组成它的主要组成部分, 一般叫做火花间隙;或者用特种的碳化硅做成电阻元件, 瓷质材料作为外壳进行保护。阀型避雷器在没有遭到雷电灾害或过电压时, 本身放电间隙就有足够的绝缘能力, 这些部件在电压正常的情况下, 不会让电流通过。当电力体统中出现雷电灾害或危险的过电压时, 避雷器中的放电间隙会很快被击穿, 让雷电电压通过避雷器中的阀电阻快速的泄入大地。阀型避雷器中阀电阻的电阻特性和一般电阻有所差别, 它具有通过的电流越小, 电阻越大;电流越大, 电阻越小的特点。当电压在额定电压内, 内部阀电阻大, 电流就不能流入大地, 而遭到雷电灾害时, 内部阀电阻变小, 电流就能通过电阻, 快速的流入地下, 很好的做到电力系统通信机房的防雷工作。

7.5 电力系统通信机房防雷新技术的应用

氧化锌避雷器:氧化锌避雷器又称MOA, 氧化锌避雷器将若干片氧化锌阀片压紧和密封在避雷器的瓷套中, 而氧化锌阀片具有很好的非曲线特性, 在防雷上有显著效果。它和传统的碳化硅避雷器相互比较, 有着明显的优势, MOA的流能力更强大, 保护特性更好, 耐污能力更强, 可靠性更高, 结构更简单。能对电力系统通信机房的电力设备提供更好的保护。氧化锌避雷器可由外壳分为三类:罐式、瓷套式、复合外套式。它在技术上继承了碳化硅避雷器的使用技术, 但是无论是在设计思想上还是产品功能上性能都要高于碳化硅避雷器, 是世界公认的当代最先进的防雷器。

8 防雷应用的注意技巧与事项

(1) 和主钢筋一起接地, 同时对建筑物构建一个较为完善防雷带和防雷网。通信机房中解决地电位升高最好使用联合接地系统, 其中的接地系统在防雷工作中有着至关重要的地位。

(2) 建筑物外面的防雷设备, 比如天线等, 要尽量放置在建筑物避雷网的保护范围中。

(3) 各系统最好采用工地接地的防雷措施。

(4) 离避雷导电体要和室内的通信设备尽量远离。

(5) 安装一个性能可靠的防雷设备在信号、数据线或电源等各个进出口。

(6) 进行室内布线 (包括各类传输线) 时要尽量减少洄圈, 能有屏蔽线并能使两端接地最好。

9 结语

想要避免和减少雷击灾害, 在通信机房要使用“整体防御、多重保护、综合治理”的方式。只有经过全方位认真细致地对雷击和过电压进行考虑, 并严格执行通信防雷的有关规定, 根据各地的情况对接地、均压、分流、限幅、隔离、屏蔽等综合防雷技术综合运用, 对通信防雷措施认真落实, 并做到不断改进防雷工作, 才能够有效地减少甚至避免雷击灾害的发生, 让人身安全和财产安全得到保障。

参考文献

[1]曹新明.机房防雷接地系统初探[J].科技信息, 2011 (18)

[2]赖世能, 慕家骁.通信系统防雷接地技术[M].北京:人民邮电出版社, 2008