低压供配电系统的接地与防雷技术探讨

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摘要：由输配电线路的防雷与接地展开，根据低压配电系统接地形式的分析和介绍，进一步论证了低压供配电系统防漏电和防雷技术措施，并提出了防雷技术要在电气知识系统研究过程中不断提高。

关键词：低压供配电 防雷技术 接地

中图分类号： TM7 文献标识码： A

在雷电对设备造成的损害事故中，由电源线引入的雷电波占有相当大的比例，所以对电源线路的安全防护显得格外重要。雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。

一、电力线路的防雷与接地

1、输电线路的防雷与接地

输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。

1)35kV线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设1km～2km的避雷线，同时在雷电活动强烈的地段架设避雷线，或者安装线路金属氧化物避雷器。

2)110kV线路应全线架设避雷线，山区应采用双避雷线；但在年平均雷暴日数不超过15d或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设避雷线。

2、配电线路的防雷与接地

1)10kV裸导线线路

对于10kV裸导线线路，原则上可以采用避雷线进行防雷保护，但由于成本高，施工不方便，目前基本上都不采用避雷线，而是在一些雷电活动频繁的线段安装避雷器，同时按照要求做好杆塔的接地。

2)10kV绝缘线线路

对于架空绝缘线目前可采取以下防雷措施：

a.安装避雷线，此种方法避雷效果最好，但可行性和难度大，成本高。

b.提高线路绝缘子耐压水平，将10kV绝缘子换为防雷绝缘子，将大大提高防雷水平。

c.在多雷区或者按照一定档距安装线路避雷器，减少雷击断线事故。

d.延长闪烁路径，导致电弧容易熄灭，局部增加绝缘强度，如在导线与绝缘子相连处加强绝缘，以及采用长闪烁路径避雷器等。

e.局部剥离绝缘导线，使之局部成为裸导线，从而电弧能在剥离部分滑动，而不是固定在某一点烧蚀，同时也可为以后施工提供一个挂地线点。

3)低压配电线路

低压线路应从变压器出口处安装低压避雷器或击穿保险器，同时做好接地，接地装置的接地电阻不应大于4Ω。中性点直接接地的低压电力网中的中性线应在电源点接地。低压配电线路，在干线和分支线终端处应重复接地，每年重复接地装置的接地电阻应不大于10Ω，对于较长的线路，重复接地应不少于3处。

二、低压配电系统接地的形式

低压配电系统接地形式主要有TN系统、TT系统及IT系统，现就其分类及应用阐述如下：

1、TN系统：

电源中有一点（通常是中性点）直接接地，负荷侧的建筑物电气装置的外露导电部分，通过保护线（即PE线包括PEN线）与接地点连接的系统。按照中性线（N）与保护线的组合情况，TN系统又分为以下三种情况：

（1）TN-S系统，保护线与中性线分开（如图（1））。

（2）TN-C系统，保护线与中性线共用一线（如图（2））。

（3）TN-C-S系统，一部分保护线与中性线合一（如图（3））。

2、TT系统：

电源有一点（通常是中性点）直接接地，装置外露导电部分接至电气上与电源接地无关的接地板的系统。TT系统的电气装置各有其自己的接地极，正常时装置内的外露可接近导电部分为地电位，电源侧和各装置出现的故障电压不互窜。但发生接地故障时，因故障回路内包含两个接地电阻，故障回路阻抗较大，故障电流较小，一般不能用过电流保护兼作接地故障防护，为此必须装用剩余电流保护装置来切断电源。

3、IT系统：

是电源与接地绝缘或通过阻抗连接。而装置的外露导电部分则接地的系统。IT系统不引出中性线，在发生接地故障时由于不具备故障电流返回电源的通路，其故障电流仅为非故障相的对地电容电流，其值甚小，因此对地故障电压很低，不致引发事故。所以发生一个接地故障时，不需切断电源而使供电中断。但它一般不引出中性线，不能提供照明、控制等需用的220V电源，且其故障防护和维护管理较复杂，使其应用受到限制。

三 、低压供配电系统防漏电和防雷安全技术

低压供配电系统涉及千家万户，为了保障用户用电安全，我们有必要了解供配电系统相关的防漏电和防雷安全保护技术。

1、防漏电保护

装设漏电保护器不仅能防止人身触电事故的发生，而且可预防大的故障电流对用电设备的损伤，因而漏电保护器在低压供电系统中已经得到广泛的应用。

2、防雷电浪涌保护

供电系统的浪涌保护对于低压供电系统，浪涌引起的瞬态过电压(TVS)保护，最好采用分级保护的方式来完成。从供电系统的入口开始逐步进行浪涌能量的吸收，对瞬态过电压进行分阶段抑制。

第一级设置于总电房或建筑物总电源配电柜处，为泄流型SPD，承受大部分雷电能量冲击，应选用开关型SPD（Ⅰ级分类试验SPD）或限压型大通流容量SPD（Ⅱ级分类试验SPD），电压保护水平≤4kV。开关型SPD通流容量选择依规范要求应在15～25kA（10/350μs）之间，限压型大通流容量SPD通流容量应选择60～100kA（8/20μs）。

第二级设置于楼层分电源配电箱处，应采用限压型SPD，电源保护水平＜2.5kV，通流容量40kA（8/20μs），与第一级SPD配合，将高压雷电脉限制在一个较低的电压水平，即达到一般用电设备的保护水平。

第三级设置于信息机房配电箱处，为限压型或复合型SPD，通流容量10～20kA（8/20μs），进一步将雷电流限制在较低的水平，其电压保水平依不同类型的SPD有不同的数值：一般在1～1.8kV之间。

第四级串联安装于UPS电源前端及需特殊保护的设备前端，为精细级保护SPD，通流容量10～20kA（8/20μs），其输出残压超低，一般在1kV以下，可满足设备精细保护要求。

3、均衡电位保护

为使建筑物内各点的电位均衡，避免由于电位差危害设备必须实行等电位联结保护。等电位联结是故障接地保护的一项基本措施，它有效地保证人身安全，减少电气火灾，减少设备电气事故。总等电位联结是将进线配电箱的保护母线或端子、接地干线、建筑物的公用设施管道（如煤气管道，金属给排水管，以及暖气，空调等金属管道等）、建筑物的金属结构（包括防雷接地装置）等汇接到进线配电箱近旁的总接地母排（总接地端子）并相互连接。当电气装置或电气装置某一部分的故障接地保护的条件不能满足时，可在局部范围内设置等电位联结。

4、防电磁感应保护

为减少雷电电磁干扰，进行屏蔽措施，将建筑物钢筋、金属构架、金属门窗、地板等均相互焊接或可靠连接在一起，形成一个“法拉第笼”，并与地网形成良好的电气连接。屏蔽中要注意对各种“洞”的密封，除门窗外，重点对入户的金属管道、通信线路，电力线缆入口作好屏蔽，各种线缆均要采取屏蔽措施。

架空电力线由站内终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，室外通信电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端要接地，经测量，电缆屏蔽层一端接地时可将高频干扰电压降低一个数量级，两端接地时可以降低两个数量级。对于既有铠带又有屏蔽层的电缆应将铠带及屏蔽层同时接地，而在另一端只将屏蔽层接地。电缆进入室内前水平埋地10m以上，埋地深度应大于0.6m；非屏蔽电缆应穿镀锌钢管并水平埋地10m以上，钢管两端应良好接地，若在室外入口端将电力线与钢管间加接压敏电阻，防雷效果会更好。

四、结束语

雷电防护是个系统工程，雷电防护的中心内容是泄放和均衡的，为保障我们的防雷工作顺利开展，我们需要不断地总结积累供配电系统的知识，让电气系统知识更好地为防雷工作服务。

参考文献

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[2] 要俊琴．供配电系统中的谐波及其抑制措施[J]．山西建筑，2006．

[3] 丁荣．城市配电线路绝缘化和防雷措施[J]．现代电力，2000．