防雷電浪涌保護(hù)在低壓供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

韓寧寧 HAN Ning-ning

（中油遼河工程有限公司，盤錦 124010）

（Liaohe Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Panjin 124010，China）

防雷電浪涌保護(hù)在低壓供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

韓寧寧 HAN Ning-ning

（中油遼河工程有限公司，盤錦 124010）

（Liaohe Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Panjin 124010，China）

在低壓配電系統(tǒng)的安全保護(hù)措施中，防雷電浪涌保護(hù)起到的作用日益突出，尤其在雷電多發(fā)地區(qū)，防雷電浪涌保護(hù)直接影響到設(shè)備的安全運行和操作人員的生命安全。所以，如何在實踐中做好防雷電浪涌的保護(hù)，已經(jīng)成為當(dāng)前電力建設(shè)中的重點課題。

供配電系統(tǒng)；防雷電；浪涌保護(hù)

0 引言

油田生產(chǎn)對防燃防爆的要求極高，6kV/0.4kV變電所、采油井站、注汽站、聯(lián)合站、污水處理廠、天然氣站場多是采用低壓供配電設(shè)備，所以在設(shè)計時必須對低壓供配電設(shè)備的防雷電浪涌加以重視，使其成為防止供用電事故發(fā)生必不可少的一道安全屏障，這不僅利于生產(chǎn)的正常進(jìn)行和工作人員的生命安全，而且可以實現(xiàn)防火防爆的目標(biāo)，最大程度上保證安全。

1 防雷電浪涌的必要性

通常情況下，雷電放電發(fā)生在云層之間或云層內(nèi)部，其可為一次或若干次單獨閃電組成，均攜帶若干高幅值、短時間的電流。

典型的雷電放電將包括兩次或三次的閃電，其間相隔大約二十分之一秒，多數(shù)處于10kA-100kA的范圍，持續(xù)時間均小于100微秒[1]。目前，供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大容量設(shè)備和變頻設(shè)備的使用，易引起嚴(yán)重的設(shè)備內(nèi)部浪涌問題，很小的浪涌沖擊就可以對一些敏感的微電子設(shè)備造成致命的損壞，故防雷電浪涌設(shè)備的重要性日益凸顯。

2 防雷電浪涌保護(hù)的機理

2.1 雷電對供配電設(shè)備的影響 直接雷擊可以注入極大的脈沖電流，直接擊中電力設(shè)備，雖發(fā)生幾率較低，但是對于低壓供配電設(shè)備來說，卻可能導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果。

相比于直接雷擊，間接雷擊導(dǎo)致的后果較輕，但發(fā)生的頻率較高，實踐中絕大多數(shù)的低壓供配電設(shè)備均為間接雷擊損壞，而油田的低壓供配電系統(tǒng)大多處于配電間內(nèi)，遭受直接雷擊的可能性極低，故而應(yīng)當(dāng)將防雷電浪涌的重點放在間接雷擊，即如何最大程度上抑制并吸收浪涌能量。

2.2 防雷電浪涌設(shè)備的原理 通過上文可知，如何對雷擊浪涌能量進(jìn)行吸收和抑制，是防雷擊浪涌保護(hù)的重點，通常使用的電涌保護(hù)器是一種壓敏電阻，具有非線性特性較好的優(yōu)點，其處于極高的電阻狀態(tài)，幾乎不存在漏流，可以使得整個電源系統(tǒng)得以正常供電[2]。而在雷擊產(chǎn)生過電壓時將在納秒級的時間內(nèi)迅速導(dǎo)通并釋放電壓能量，吸收并抑制了雷擊浪涌的能量，泄流后又回到高阻狀態(tài)，從而保證整個電源系統(tǒng)的正常供電。

3 防雷電浪涌設(shè)備的保護(hù)途徑

3.1 第一道防線 首先，防雷電浪涌設(shè)備是一種大容量的電源防浪涌保護(hù)器，主要是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間。作為防雷電的重點單位，油田對設(shè)備的要求應(yīng)當(dāng)提高，根據(jù)GB50057的第一、二、三類防雷建筑物的描述確定標(biāo)稱放電電流值及電壓保護(hù)水平值。作為專業(yè)的承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流和高能量浪涌吸收設(shè)備，可最大程度上將大量浪涌電流分流至大地，使得巨大的高能量浪涌不會對低壓供配電設(shè)備造成損害，保證高壓雷電不會擊穿電氣設(shè)備，避免外殼意外帶電，傷害設(shè)備附近人員，并可以防爆防火，避免引起火災(zāi)或爆炸。但是，由于此設(shè)備主要作用局限于大浪涌電流，故不能完全地提供保護(hù)，特別是供配電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備。

3.2 第二道防線 在使用I級電源防浪涌保護(hù)器后，應(yīng)當(dāng)對剩余的小浪涌能量進(jìn)行更為完善的吸收和防護(hù)，這不僅是設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和人員安全生產(chǎn)的必要條件，而且也是對高精度、高敏感的電子設(shè)備進(jìn)行的針對性保護(hù)措施。相比于I級電源防浪涌保護(hù)器，此設(shè)備不需要對大浪涌能量進(jìn)行吸收，但是要求對瞬態(tài)過電壓有著極好的抑制作用。但由于油田特殊的情況和要求，故應(yīng)當(dāng)和I級電源防浪涌保護(hù)器合用，以期能夠達(dá)到最大的保護(hù)效果。

3.3 第三道防線 以上兩種放浪涌保護(hù)器都是在設(shè)備外部附加的保護(hù)，但由于油田設(shè)備的高敏感性要求，所以應(yīng)當(dāng)最大程度的對微小瞬態(tài)的瞬態(tài)過電壓進(jìn)行消除，故而對于此放浪涌保護(hù)器的最大沖擊容量和限制電壓要求較低，作為第三道防線，可以最大程度上保護(hù)高精度的電子設(shè)備，同時將瞬態(tài)過電壓對用電設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部的影響降到最低，并且實現(xiàn)防火防爆的安全需要[3]。

4 預(yù)期目的

在油田的低壓供配電設(shè)備中采取防雷電浪涌保護(hù)設(shè)備，可以達(dá)到以下目標(biāo)：

①最大程度的保護(hù)由雷擊而造成的低壓供配電設(shè)備的損壞；

②保證系統(tǒng)用的穩(wěn)定性，避免對單位其他設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)造成阻礙；

③避免事故發(fā)生率，提高電氣設(shè)備正常運行的效率；

④減少設(shè)備維修、更換頻率，減少費用投入；

⑤保證工作人員的人生生命安全；

⑥確保油田這一嚴(yán)格防爆防火單位的正常運行。

5 結(jié)束語

隨著當(dāng)前社會安全生產(chǎn)意識的提高，以及油田本身的安全要求，低壓配供電設(shè)備對于防雷電浪涌的要求極為嚴(yán)格，故應(yīng)當(dāng)在實踐中謹(jǐn)慎設(shè)計、嚴(yán)格施工，最大程度的保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行和人員的生命財產(chǎn)安全。

[1]張志勝.低壓配電系統(tǒng)浪涌保護(hù)器設(shè)計中相關(guān)問題的探討[M].中國電器工業(yè)出版社，2011.

[2]劉道兵，顧雪平，李海鵬.電網(wǎng)故障診斷的一種完全解析模型[J].中國電機工程學(xué)報，2011.

[3]郭文鑫，文福拴.計及保護(hù)和斷路器誤動與拒動的電力系統(tǒng)故障診斷解析模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2009.

Application of Lightning Surge Protection in Low-voltage Power Supply and Distribution System

For safety protection measures，lightning surge protection plays an increasingly prominent role in low-voltage distribution system,especially in the lightning prone areas,lightning surge protection directly affects the safe operation of equipment and safety of operating personnel.So,how to do well the protection against lightning surge in practice has become a key issue in the electric power construction.

power supply and distribution system；lightning prevention；surge protection

韓寧寧（1986-），男，山東東營人，設(shè)計人員，助理工程師，研究方向為供配電、發(fā)輸變。

TU856

A

1006-4311（2014）13-0039-02