民用建筑低壓供配電系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)

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摘要：低壓配電系統(tǒng)是民用建筑電氣系統(tǒng)的基本組成部分，配電系統(tǒng)由于電氣設(shè)備絕緣損壞、大自然雷電或其他原因，會(huì)對(duì)建筑物或電氣設(shè)備產(chǎn)生破壞作用并威脅人身安全。針對(duì)這樣的情況，建筑物一般采取防雷措施和安全接地系統(tǒng)，以避免危險(xiǎn)事故發(fā)生。本文重點(diǎn)探討了民用建筑低壓供配電系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：民建；接地；防雷

一、民用建筑低壓供配電系統(tǒng)的防雷接地目的

在建筑物供配電設(shè)計(jì)中，接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位，因?yàn)樗P(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性，安全性。不管哪類建筑物，在供電設(shè)計(jì)中總包含有接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而且，隨著建筑物的要求不同，各類設(shè)備的功能不同，接地系統(tǒng)也相應(yīng)不同。雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，具有一定的可預(yù)見性。氣象衛(wèi)星的順利升空使得雷電的發(fā)生預(yù)測(cè)更具準(zhǔn)確性，而且只要掌握常規(guī)的避雷方法，一般都可以躲避雷電的危害。而且通過生活經(jīng)驗(yàn)也可預(yù)測(cè)雷電的發(fā)生，根據(jù)云的顏色和厚度來預(yù)測(cè)雷電的準(zhǔn)確度還是很高的。當(dāng)要發(fā)生雷電之前，將所有的電閘斷開，就可以很大程度上避免雷擊。此外，由于建筑物里的導(dǎo)體是很多的，還有許多導(dǎo)電性能優(yōu)良的金屬導(dǎo)體，在導(dǎo)體沒有通電的情況下也可能會(huì)產(chǎn)生雷擊的現(xiàn)象。防雷接地可以有效地防止這一現(xiàn)象發(fā)生。以上就是配電系統(tǒng)進(jìn)行防雷接地保護(hù)的目的。

二、民用建筑低壓供配電系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)

（一）建筑物的防雷與接地

要想完善民建變配電系統(tǒng)的防雷性能，首先就要考慮民建變配電系統(tǒng)建筑物的防雷性能，因?yàn)樽钕冗M(jìn)的防雷害措施就是根本不讓雷電進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)部，而在民建變配電系統(tǒng)的建筑物上就將雷電隔離，將雷電的破壞性釋放殆盡，只有這樣才能最大限度的保證變配電系統(tǒng)的安全。在建筑物的防雷性能中最重要的就是建筑物本身的防雷性能，在建筑物的防雷技術(shù)領(lǐng)域，最新的國家建筑物防雷規(guī)范中明確指出，等電位防雷接地線能夠有效的減少雷電對(duì)建筑物本身和建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備的影響，所以在建筑物的防雷措施中等電位防雷線連接，已經(jīng)開始取代傳統(tǒng)上獨(dú)立的接地網(wǎng)絡(luò)連接。

所謂的等電位接地連接方式，就是在建筑物的人工接地部分，自然接地部分（地基）和建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備裸露在建筑物之外的金屬導(dǎo)電部分，進(jìn)行基于相等電位的接地連接，這樣做主要是因?yàn)樵诮ㄖ锩鎸?duì)雷擊時(shí)，雷電的高電流和超高電壓會(huì)因?yàn)榱鹘?jīng)電路中線位電壓的微小不同，而造成在電氣設(shè)備的旁側(cè)閃爍，旁側(cè)閃爍是一種因?yàn)殡娐妨鹘?jīng)線路中電壓的極大差距而造成的高壓放電現(xiàn)象，會(huì)對(duì)電氣設(shè)備和操作者的人身安全產(chǎn)生重大影響，采用等電位接地連接就能有效的解決這一問題，因?yàn)樵诶纂婋娏髁鹘?jīng)建筑物和建筑物內(nèi)部設(shè)備進(jìn)入地面時(shí)，在建筑物自身的接地系統(tǒng)中和設(shè)備系統(tǒng)中都已經(jīng)進(jìn)行了相等電位的接地連接，雷電在進(jìn)入地面的不同路徑中都處于同一個(gè)對(duì)地電位，這樣一來，高壓放電現(xiàn)象就會(huì)消失于無形。

（二）接地方式的選擇

低壓配電系統(tǒng)，應(yīng)保障安全、配電可靠、經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)方便。目前我國的民用建筑配電系統(tǒng)方式一般有三種：TT、TN-C-S和TN-S系統(tǒng)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選擇接地系統(tǒng)，并在入樓處做總等電位聯(lián)結(jié)，相線與零線等截面。TN-S供配電系統(tǒng)將工作零線N和專用保護(hù)線PE分開了，稱作TN―S供電系統(tǒng)，它對(duì)特點(diǎn)有：當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，專用保護(hù)線上無電流，但是工作零線上會(huì)存在不平衡電流。PE線對(duì)地沒有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼的接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線PE保護(hù)上，安全可靠。工作零線只用在單相照明負(fù)載回路。專用的保護(hù)線PE不允許斷線，也不能接到漏電開關(guān)上。干線上使用漏電保護(hù)器，工作零線不得有重復(fù)接地，而PE線有重復(fù)接地，所以TN―S供電系統(tǒng)干線上亦可安裝漏電保護(hù)器。TN―S方式安全可靠，在民建低壓供電系統(tǒng)中應(yīng)用最多。

等電位聯(lián)結(jié)用連接導(dǎo)體或電涌保護(hù)器將分開的金屬物相互連接起來，安全導(dǎo)走可能加于其上的電流，減小它們之間危險(xiǎn)的電位差?？偟入娢宦?lián)結(jié)通常位于建筑物的供配電進(jìn)線處。局部等電位聯(lián)結(jié)是在遠(yuǎn)離總等電位聯(lián)結(jié)處、非常潮濕、觸電危險(xiǎn)性大的局部地區(qū)內(nèi)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。淋浴的衛(wèi)生間等安全要求極高的地方需作局部等電位聯(lián)結(jié)。進(jìn)入防雷區(qū)界面的所有導(dǎo)電物體和電力線、通訊線都應(yīng)在界面處作等電位連接?？刹捎镁植康入娢贿B接帶完成此任務(wù)。設(shè)備外殼與各種屏蔽結(jié)構(gòu)等局部金屬物體也連到該帶上。當(dāng)外來導(dǎo)電物體與電力、通信線路在不同地點(diǎn)進(jìn)入建筑物時(shí)，可以設(shè)置多個(gè)等電位連接帶，并就近連到環(huán)形接地體或內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體上。要求它們?cè)陔姎馍县炌ǖ牟⑦B接到接地體。環(huán)形接地體和內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體應(yīng)連到鋼筋或金屬立面等屏蔽構(gòu)件上。

（三）配電變壓器防雷接地

在配電變壓器防雷與接地過程中，主要是在雷電波進(jìn)入變壓器時(shí)，避雷器會(huì)做出保護(hù)動(dòng)作，其接地電阻經(jīng)過電流能夠使得變壓器的電壓下降，而中性點(diǎn)的電壓則上升。若低壓三相繞組通過電流方向和大小均一致，那么低壓繞組內(nèi)沖擊電流將完全轉(zhuǎn)化成為激磁電流，并引發(fā)較高的磁通，使高壓端能夠?qū)^高的電勢(shì)起到感應(yīng)作用，并順著低壓繞組均勻分布。當(dāng)中性點(diǎn)電壓幅值得到最大值時(shí)，將導(dǎo)致中性點(diǎn)的絕緣受到雷擊破壞，而匝間及層間電位的上升，使得高壓繞組內(nèi)的匝間及層間受到雷擊破壞。因此，可以在高壓端安裝避雷器，讓高壓端接地和中性點(diǎn)接地相分離，在獨(dú)立設(shè)置接地網(wǎng)及接地線，發(fā)揮大地衰減雷電波的作用，使得中性點(diǎn)高壓導(dǎo)致的絕緣擊穿現(xiàn)象得以消除。

（四）低壓配電線路與地網(wǎng)接地

低壓線路應(yīng)從變壓器出口處安裝低壓避雷器或擊穿保險(xiǎn)器，同時(shí)做好接地，接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于4Ω。中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中的中性線應(yīng)在電源點(diǎn)接地。低壓配電線路，在干線和分支線終端處應(yīng)重復(fù)接地，每年重復(fù)接地裝置的接地電阻應(yīng)不大于10Ω，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，重復(fù)接地應(yīng)不少于3處。特別是防止雷電波沿低壓配電線路侵入用戶，對(duì)于接戶線上的絕緣子鐵角應(yīng)接地，接地電阻應(yīng)不大于30Ω，這一點(diǎn)對(duì)于進(jìn)行一戶一表改造工作尤其應(yīng)引起重視。

供配電工程中的地網(wǎng)問題主要有：供配電施工過程中，未能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成開挖施工任務(wù)，且地網(wǎng)測(cè)量中不按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，使得供配電工程中的地網(wǎng)缺陷不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，從而造成潛在的供電系統(tǒng)隱患；擴(kuò)建的地網(wǎng)和原接的地網(wǎng)連接可靠性差，接地網(wǎng)在長(zhǎng)期使用過程中，其電阻會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象或脫焊，使接地電阻發(fā)生變化，甚至超標(biāo)。為了減少這類問題，使得一些供配電工程采取了另行敷設(shè)地網(wǎng)方式，這些供配電工程常以地形、地貌為依據(jù)，在原地網(wǎng)末端加打接地樁向外延伸，在接地樁延伸過程中，如果接地裝置焊接處防腐處理不當(dāng)，可能會(huì)加快焊接處腐蝕速度并使焊接點(diǎn)成為易斷點(diǎn)，從而使地網(wǎng)質(zhì)量得不到保證；主地網(wǎng)與避雷針地網(wǎng)的安全距離與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)不符，在供配電工程接地網(wǎng)施工中，部分施工作業(yè)人員為了快速、省時(shí)省力的完成施工任務(wù)，不按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定隨意開挖敷設(shè)，使得主接地網(wǎng)和避雷針網(wǎng)之間的距離出現(xiàn)偏差或出現(xiàn)相連接狀況，使得電網(wǎng)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

（五）屏蔽接地與防靜電接地

在智能化樓宇內(nèi)，電磁兼容設(shè)計(jì)是非常重要的，為了避免所用設(shè)備的機(jī)能障礙，避免可能會(huì)出現(xiàn)的設(shè)備損壞，構(gòu)成布線系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠防止內(nèi)部自身傳導(dǎo)和外來干擾。這些干擾的產(chǎn)生或者是因?yàn)閷?dǎo)線之間的耦合現(xiàn)象，或者是因?yàn)殡娙菪?yīng)或電感效應(yīng)。其主要來源是超高電壓，大功率幅射電磁場(chǎng)，自然雷擊和靜電放電。這些現(xiàn)象會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)用來發(fā)送或接收很高傳輸頻率的設(shè)備產(chǎn)生很大的干擾。因此對(duì)這些設(shè)備及其布線必須采取保護(hù)措施，免受來自各種方面的干擾。屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護(hù)方法?？蓪⒃O(shè)備外殼與PE線連接；導(dǎo)線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內(nèi)屏蔽也應(yīng)多點(diǎn)與PE線可靠連接。防靜電接地要求在潔凈干燥環(huán)境中，所有設(shè)備外殼及室內(nèi)（包括地坪）設(shè)施必須均與PE線多點(diǎn)可靠連接。

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