貴州畢節(jié)氣象局專家淺析供配電工程的防雷接地問題

 

雷電作為一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生后不僅會(huì)給人們的生命安全帶來威脅，也會(huì)給配電工程設(shè)備帶來巨大的破壞作用，近些年來，因雷電產(chǎn)生的雷擊電磁脈沖對(duì)配電設(shè)備的損害呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。為了減少雷電問題給供配電設(shè)備帶來的損害，下文對(duì)與供配電工程的防雷接地相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行具體分析。
    一、接地概況
    1、接地定義
    接地為防止觸電或保護(hù)設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點(diǎn)、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。接地的功用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導(dǎo)入大地外，最大功用為保護(hù)使用者不被電擊及保護(hù)電力設(shè)備的正常運(yùn)行。
    2、接地種類
    供配電設(shè)備接地地裝置主要包括工作接地（也稱系統(tǒng)接地）、過電壓保護(hù)接地（也稱防雷保護(hù)接地）、設(shè)備外殼保護(hù)接地（也稱安全接地）、防靜電接地和屏蔽接地等。其中防雷接地是導(dǎo)泄雷電流入地的。對(duì)避雷針、避雷線導(dǎo)泄雷電流流過接地裝置時(shí)電壓降往往高多，會(huì)對(duì)某些絕緣弱點(diǎn)絕緣間隙產(chǎn)生反擊，所以要裝設(shè)獨(dú)立接地體；而避雷器放電間隙的導(dǎo)泄電流一般都在電氣絕緣耐雷水平之內(nèi)，不大會(huì)造成反擊，一般可將工作或保護(hù)接地合用。此外，防雷保護(hù)接地接地線首先應(yīng)與設(shè)備外殼連接，然后與接地裝置連接，這樣，設(shè)備絕緣上承受的過電壓只是避雷器本身的殘壓，而雷電流在接地電阻上的電壓降并沒有作用在設(shè)備絕緣上。
    二、供配電工程中常見的防雷問題
    1、供配電工程中的地網(wǎng)問題
    供配電工程中的地網(wǎng)問題主要原因有：一，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；二，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；三，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。
    2、供配電工程中的中性點(diǎn)問題
    供配電工程中的中性點(diǎn)問題原因有：①中性點(diǎn)放電過程中其間隙布置過程中存在誤差，在供配電工程中性點(diǎn)放電間隙垂直安裝過程中容易受季節(jié)影響，如果安裝季節(jié)為冬季，在惡劣氣候影響下縫隙間容易出現(xiàn)冰溜，如果安裝是夏季，雨水侵入空隙，可能會(huì)使空間間隙加大或發(fā)生誤動(dòng)作；②在供配電設(shè)備長期運(yùn)行過程中，其中性點(diǎn)接地引下線應(yīng)有一點(diǎn)接地，如果連接時(shí)出現(xiàn)的問題不能及時(shí)解決，其設(shè)備可能處于失地運(yùn)行狀態(tài)。
    3、供配電工程中的構(gòu)架問題
    桿塔構(gòu)架接地也是供配電工程防雷接地中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這主要取決于桿塔接地主線和避雷針構(gòu)架引線方式，在正常情況下，裝設(shè)構(gòu)架時(shí)用扁鋼進(jìn)行接地，而在實(shí)際構(gòu)架接地過程中則是通過水泥桿進(jìn)行主筋接地的，這種構(gòu)架接地方式劣勢是當(dāng)有雷擊大電流經(jīng)過時(shí)，鋼筋受熱后溫度快速上升，水泥在高溫環(huán)境影響下其強(qiáng)度會(huì)迅速下降，甚至發(fā)生倒桿現(xiàn)象，從而使供配電系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。
    4、供配電工程中的接地線問題
    在供配電工程中出現(xiàn)接地線問題有兩方面原因，一方面是接地引下線串聯(lián)連接而引起的，在10kV避雷器接地施工過程中，現(xiàn)場施工作業(yè)人員為了方便將10kV避雷器接地引下線串聯(lián)在一起，并通過單根引下線接到地網(wǎng)中，這在一定程度上雖然節(jié)省了時(shí)間和減少了引下線的根數(shù)，但卻使一個(gè)接地線串聯(lián)了多個(gè)接地部分，遇到雷電時(shí)，較容易出現(xiàn)安全隱患。另一方面是避雷器與變壓器中性點(diǎn)接地引下線錯(cuò)誤引起的，如果避雷器接地引下線與變壓器中性點(diǎn)接地為同一接地引線時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范不相符且易出現(xiàn)問題。
    三、供配電工程防雷可行性措施
    1、嚴(yán)格執(zhí)行國家電力規(guī)程和電網(wǎng)規(guī)定
    接地網(wǎng)不按照電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)或檢查，供配電工程中的小問題可能供電系統(tǒng)不斷的運(yùn)行演變成大的隱患。為了減少這類問題，首先，必須嚴(yán)格按照電力預(yù)防規(guī)程和國家電網(wǎng)的規(guī)定，定期不定期對(duì)地網(wǎng)進(jìn)行開挖試驗(yàn)；其次，對(duì)于運(yùn)行時(shí)限超過十年或腐蝕較為嚴(yán)重的接地電網(wǎng)，必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行開挖檢驗(yàn)，并結(jié)合接地網(wǎng)開挖檢查結(jié)果決定供配電系統(tǒng)是否持續(xù)運(yùn)行；再次，放長線時(shí)要根據(jù)3D-5D要求來測量接地網(wǎng)電阻；最后，要對(duì)變電站避雷器保護(hù)距離進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程中如果主變壓器距離標(biāo)準(zhǔn)距離時(shí)，要在臨近變壓器兩旁各設(shè)一組避雷器，并確保避雷器與變壓器的之間的距離不大于15cm，二回應(yīng)路不大于23cm。
    2、對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地線進(jìn)行改造
    中性點(diǎn)接地線問題不解決可能會(huì)使供電系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作或處于失地運(yùn)行狀態(tài)。為減少這類問題出現(xiàn)，首先，對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地線進(jìn)行改造，將接地線改造成與主接地網(wǎng)不同地點(diǎn)相連接的地下引線，并確保每根引下線與熱穩(wěn)定要求一致，以便對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)測試和檢驗(yàn)；其次，在擴(kuò)建地網(wǎng)過程中，要與原接地網(wǎng)不同點(diǎn)進(jìn)行連接，使擴(kuò)建地網(wǎng)疏散能力得以顯著提高。
    3、完善審查和監(jiān)理制度
    在對(duì)供配電網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，供配電工程企業(yè)需要制定嚴(yán)格的審查和監(jiān)理制度，首先，供配電工程原料進(jìn)廠時(shí)，由專門的檢查人員對(duì)構(gòu)架材料進(jìn)行抽查，發(fā)現(xiàn)不合格的產(chǎn)品不予進(jìn)廠，在源頭控制構(gòu)架質(zhì)量；其次，監(jiān)理在工程施工中不斷學(xué)習(xí)防雷接地新技術(shù)，掌握更多防雷知識(shí)和實(shí)踐技能，以減少配電工程施工中雷電問題。如，通過架構(gòu)方式對(duì)母線構(gòu)架材料進(jìn)行檢驗(yàn)，如果試驗(yàn)過程中構(gòu)架接地方式無法抵御大電流的沖擊，材料溫度上升、強(qiáng)度下降伴有倒桿現(xiàn)象，確定不是扁鋼接地而是水泥桿主筋接地方式時(shí)，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并與上級(jí)部門溝通解決。
    4、對(duì)供配電工程進(jìn)行技術(shù)改造
    在對(duì)供配電工程進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，首先，供配電標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范規(guī)定地下引線必須用專門敷設(shè)接地線進(jìn)行接地，而不能用技術(shù)規(guī)范以外的方式進(jìn)行接地；其次，要嚴(yán)格按照低電壓保護(hù)技術(shù)進(jìn)行，在對(duì)避雷針和配電裝置進(jìn)行改造時(shí)，必須保證二者帶電部分在空氣中的長度不大于5m，避雷針接地引下線埋置部分與配電裝置構(gòu)架接地導(dǎo)體埋置部分在土壤中的距離不小于3m；再次，低壓避雷器引下線必須通過單獨(dú)的接地線與接地裝置進(jìn)行連接。
    四、總結(jié)
    雷電問題一直是影響供配電工程施工有序進(jìn)行的因素之一，因雷電是自然現(xiàn)象且無法避免，在供配電實(shí)際施工過程中對(duì)可能引起雷電的問題進(jìn)行分析，并采取預(yù)防性措施避免或減少雷電對(duì)供電系統(tǒng)的影響，確保供配電系統(tǒng)安全運(yùn)行。