工廠供電系統(tǒng)的防雷、接地保護(hù)及電氣安全相關(guān)研究

向興勇

摘 要：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系的重要組成部分之一為供電系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是否穩(wěn)定直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性。本文的研究?jī)?nèi)容即為如何保證工廠供電的安全——從系統(tǒng)的防雷、接地保護(hù)以及電氣安全方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：工廠供電系統(tǒng);防雷;接地保護(hù);電氣安全

在人類的生產(chǎn)生活中，供電系統(tǒng)的地位十分重要，為了使其具備較高的安全穩(wěn)定性，需要做好防雷接地工作，保證供電設(shè)備的安全，使工廠的生產(chǎn)效率更高，企業(yè)乃至社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益更高。

1 雷電對(duì)供電系統(tǒng)的危害

雷電在破壞供電系統(tǒng)時(shí)，主要以線路雷電直擊，反擊，感應(yīng)過(guò)電壓，雷電侵入波過(guò)電壓等方式。因?yàn)槔纂姳旧淼倪^(guò)電壓具有較陡的波峰，較大的波幅，且會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，機(jī)械效應(yīng)等。會(huì)損壞電氣絕緣設(shè)備，降低電路導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度，熔化或擊穿導(dǎo)體并產(chǎn)生沖擊性電動(dòng)力，造成火災(zāi)，爆炸等危害。所以，不做好雷電防護(hù)，將會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)的安全性和連續(xù)性[1]。

2 防雷裝置和措施

2.1 防雷裝置

常用的防雷裝置包括等避雷器、接地裝置、均壓環(huán)等。避雷器與被保護(hù)設(shè)備或設(shè)施并聯(lián)，無(wú)雷電襲擊時(shí)，接地絕緣，當(dāng)被保護(hù)設(shè)備或設(shè)施被雷擊時(shí)，避雷器與大地導(dǎo)通，擊穿放電，將電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備或設(shè)施;接閃器包括避雷針，消雷器等，在具體應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)建筑物的造型及所需要的避雷效果確定。一般來(lái)說(shuō)，避雷針，避雷帶結(jié)合避雷網(wǎng)裝置多應(yīng)用在高層建筑物。在布置接閃器時(shí)需要注意，在建筑物高度超出30m的位置，外圍每2層通過(guò)扁鋼進(jìn)行水平避雷帶設(shè)置;對(duì)于現(xiàn)代建筑物來(lái)說(shuō)，防雷接地，電氣設(shè)備的保護(hù)接地等合為一體，電阻不超過(guò)4Ω;高層建筑的柱主筋和梁板鋼筋可以選用引下線和均壓環(huán)，但需要保證相互連接牢固[2]。

2.2 防雷措施

因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，工廠或高層建筑已經(jīng)形成等位體，電氣設(shè)備所受的雷擊損害以感應(yīng)雷為主。為防止雷電波侵入，在內(nèi)部和各級(jí)供電線路件，工廠可以安裝電涌保護(hù)器，主要目的在于消除雷擊產(chǎn)生的過(guò)高電壓，以免雷電侵入車間電器設(shè)備。在建筑物內(nèi)部的各種線路及金屬管道，需要全部埋入地下。需要進(jìn)出建筑物的金屬管道及電氣設(shè)備的接地裝置，加裝防雷裝置。

雷擊災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律及原理為，易襲擊孤立或突出部位，所以當(dāng)需要安裝室外空調(diào)主機(jī)及支架時(shí)，需在窗洞口下方約40cm處實(shí)現(xiàn)埋設(shè)具有良好密封的金屬分線盒，以免遭受雷電襲擊。固定在建筑物上的彩燈等各類導(dǎo)電物體，為保護(hù)內(nèi)外線路穿鋼管及配電箱，需要將接閃器作為電壓保護(hù)器，預(yù)防雷擊[3]。

1）電源系統(tǒng)的防雷與過(guò)電壓保護(hù)：防雷設(shè)備所需要的電力由建筑內(nèi)部的配電室提供，電力供電部門實(shí)施高壓端電源的防雷保護(hù)，在進(jìn)行電源防雷時(shí)，需要將一級(jí)間隙放電防雷保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置到機(jī)房的低壓配電柜中;設(shè)計(jì)配電回路時(shí)，安裝三級(jí)防雷保護(hù)防雷配電柜。UPS電源輸出端設(shè)置一級(jí)過(guò)電壓防雷保護(hù)。

2）UPS電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)：目前來(lái)說(shuō)，大部分機(jī)房?jī)?nèi)的負(fù)載用電均為大型UPS不間斷電源設(shè)備。UPS電源系統(tǒng)作為機(jī)房?jī)?nèi)唯一的保證用電設(shè)備穩(wěn)定，可靠環(huán)境的設(shè)備，地位十分重要，所以應(yīng)該設(shè)為重點(diǎn)電源系統(tǒng)防護(hù)對(duì)象。設(shè)計(jì)防雷保護(hù)時(shí)，選擇一級(jí)火花間隙放電保護(hù)，將兩級(jí)半導(dǎo)體安裝到UPS電源輸入端進(jìn)行過(guò)電壓防雷保護(hù)。通過(guò)安裝解耦器協(xié)調(diào)發(fā)生三級(jí)雷擊電流放電器吸收和釋放雷電波或浪涌電壓。在三級(jí)防雷保護(hù)中，第一級(jí)為粗保護(hù)，主要用來(lái)防護(hù)直擊雷;第二級(jí)為中極保護(hù)，利用半導(dǎo)體放電器進(jìn)一步吸收雷電流，第三級(jí)為細(xì)保護(hù)，通過(guò)浪涌電壓放電器吸收殘余的雷電流并將其泄入大地[4]。

3）終端設(shè)備的電源防雷保護(hù)：為了保證機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行足夠安全穩(wěn)定，需要保持電源配電室和機(jī)房之間的距離，為了有效預(yù)防感應(yīng)雷害，避免電網(wǎng)波動(dòng)沖擊設(shè)備，可以在電源輸入端安裝防雷箱，以有效保護(hù)終端用電設(shè)備。上述防護(hù)原理同樣可以用來(lái)保護(hù)其他電源終端免遭雷擊。進(jìn)而保證電氣的安全運(yùn)行不受影響[5]。

3 電氣設(shè)備接地與接零

在電力系統(tǒng)中，接地和接零又叫保護(hù)接地和保護(hù)接零，統(tǒng)稱為保護(hù)接地，是為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行所采取的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。保護(hù)接地是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的架構(gòu)和線路桿塔等帶電危及人身和設(shè)備安全而進(jìn)行的接地，是使電氣設(shè)備的金屬外殼接地的措施。保護(hù)接地一般用于配電變壓器中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中，用以保證當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而漏電時(shí)產(chǎn)生的對(duì)地電壓不超過(guò)安全電壓。保護(hù)接零是把電氣設(shè)備的金屬外殼和電網(wǎng)的零線可靠連接，以保護(hù)人身安全的一種用電安全措施。接地主要有以下四種方式，包括保護(hù)性接地，工作接地，保護(hù)接零，重復(fù)接地?？偠灾?，不管是接地還是接零，全部都是為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行所采取的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，兩種保護(hù)的不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：1）保護(hù)接地是限制漏電設(shè)備對(duì)地的泄漏電流，當(dāng)對(duì)地電壓超過(guò)整定值，保護(hù)器就自動(dòng)切斷電源，保護(hù)接零是利用相線對(duì)零短路原理使保護(hù)裝置迅速切斷電源;2）是呀的范圍不同，保護(hù)接地通常適用于農(nóng)村公用低壓電力網(wǎng)，保護(hù)接零系統(tǒng)主要適用于城鎮(zhèn)公用低壓電力網(wǎng)和廠礦企業(yè)等專用低壓電力網(wǎng);3）線路結(jié)構(gòu)不同。保護(hù)接地只有相線和中性線，系統(tǒng)中的中性線除電源中性點(diǎn)接地外，不得再有接地連接;保護(hù)接零必須要有保護(hù)中性線的存在，必要時(shí)將保護(hù)中性線與接零保護(hù)線分開架設(shè)，同時(shí)系統(tǒng)中的保護(hù)中性線必須多點(diǎn)重復(fù)接地。另外避雷針裝置需要獨(dú)立接地，且避雷線的接地裝置應(yīng)該與所保護(hù)的建筑之間保持一定的距離，以免在遭受雷擊時(shí)，造成閃絡(luò)事故，距離需保證在3m以上，如條件不允許間隔3m，可以在接地局部包絕緣體或“帽檐式”的均壓帶[6]。

4 觸電事故搶救

電流對(duì)人體的傷害有兩種，即電擊和電傷。電擊傷害嚴(yán)重程度與通過(guò)人體電流大小，觸電持續(xù)時(shí)間，電流的頻率、路徑和觸電者個(gè)人的健康狀況等因素有關(guān)。觸電防護(hù)形式包括直接觸電防護(hù)和間接觸電防護(hù)。直接觸電防護(hù)是指防護(hù)直接接觸到的正常帶電部分，間接觸電防護(hù)是指防護(hù)出現(xiàn)故障時(shí)帶危險(xiǎn)電壓，正常時(shí)不帶電的暴露在外的可導(dǎo)電部分。

為了保證安全生產(chǎn)，一旦發(fā)生雷電觸電事故，必須第一時(shí)間進(jìn)行搶救，及時(shí)的搶救有極大可能將因?yàn)橛|電發(fā)生假死的人救回來(lái)。通常情況下，一旦發(fā)生觸電，首先要做的就是切斷電源，注意期間不要與電源直接接觸，可以通過(guò)木棍等絕緣體進(jìn)行操作，并且在救援期間必須加強(qiáng)預(yù)防接觸電源的意識(shí)。其次是現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)，救離觸電者遠(yuǎn)離電源后，及時(shí)檢查其傷情，包括呼吸和心跳等情況，一旦出現(xiàn)心跳停止的情況，立即進(jìn)行胸外按壓和人工呼吸搶救，幫助其人工建立呼吸和循環(huán)，直至專業(yè)醫(yī)護(hù)人員到場(chǎng)為止。

5 小結(jié)

綜上所述，工廠的供電系統(tǒng)防雷，接地保護(hù)及電氣安全直接影響著生產(chǎn)設(shè)備的安全和員工的生命安全。因?yàn)槔纂姷陌l(fā)生不可預(yù)測(cè)，所以需要在設(shè)計(jì)和施工期間預(yù)先做好建筑防雷接地保護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)

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[3]霍大勇，趙志永.工廠電氣設(shè)備的接零和接地保護(hù)[J].科技資訊，2007，（4）：229-230.

[4]靳麗.工廠變配電課程教學(xué)方法的創(chuàng)新[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016，（32）：119.

[5]仇道偉，蘇超.化工廠電控樓電氣綜合設(shè)計(jì)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（36）：154-155.

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