电力配电网的防雷接地设计相关问题的分析严武刚

电力配电网的防雷接地设计相关问题的分析严武刚

严武刚

（内蒙古电力（集团）有限公司阿拉善电业局内蒙古阿拉善750300）

摘要：防雷接地是一个系统性工程，其设计的合理性直接影响到配网物的安全使用、电气设备的正常运行和人们的生命安全。加强这方面的研究，有助于保证电力配电网安全。本文重点研究电力配电网电气设计中防雷接地技术的应用，旨在提高配网工程电气系统的安全。

关键词：电力配电网；配网电气；防雷接地设计

引言：配网电气防雷接地设计直接影响着居民和配网本身的安全，说由于雷电中附带着大量的电压负荷，如果接地系统不够完善，就会造成电气系统中的电流、电压超载，从而损坏电气设备，造成严重的漏电问题，甚至导致配网火灾事故。在防雷接地技术应用中，由于整个防雷接地系统非常复杂，并且不同环节对接地工艺要求不同，这就需要全面做好防雷接地设计工作，避免在具体施工当中产生质量问题。通过实践工作经验总结，配网电气防雷接地系统设计需要从以下几点出发：

1防雷接地设计

1.1引下线

引下线材料、结构、最小截面要符合规范标准，通常引下线都是采用扁钢、热镀锌圆钢，宜优先选用圆钢。如果独立烟囱上的引下线采用了圆钢，则要保证直径不低于12mm；如果是采用扁钢，则截面不得低于100mm2，厚度要控制在4mm以上。引下线需要沿着配网外墙敷设，选择最短路径。如果对配网外观要求较高，需要采用暗敷方法，要求圆钢直径要在10mm以上，扁钢截面要在80mm2以上。引下线设置要保证电气贯通性，通常可以采用熔焊、铜芯合金焊、缝接、螺钉或螺栓连接。如果采用多根引下线时，则要保证引下线距离地面0.3-1.8m。混凝土内钢筋、钢柱作为引下线时，不可设置断接卡，引下线距离地面要超过0.3mm，并设置接地体连接板。

1.2接闪器

接闪器材料、规格需要满足规范标准，如果闪接杆采用了钢管、热镀锌圆钢材料时，则杆径需要满足以下标准：杆长在1m以内，则圆钢不小于12mm、钢管不小于20mm；杆长在1-2m时，圆钢不小于16mm、钢管不小于25mm；采用独立烟囱顶上杆时，则圆钢不小于20mm、钢管不小于40mm；独立烟囱使用热镀锌接闪环时，圆钢不得小于12mm、扁钢截面不小于100mm2，厚度在4mm以上。金属屋面的配网物利用其屋面作为接闪器，应保证板间连接的电气贯通，可以采用熔焊、缝接、螺钉与螺栓连接。输送、储物体钢管壁厚不得低于2.5mm。

1.3接地装置

在配网接地装置设计当中，接地装置主要是采用人工接地装置、配网基础接地装置（钢筋）两种方法，无论是采用哪种防雷接地方法，都必须要确保设计方案的合理性。如业主没有提出具体的设计要求，需要每隔30m安装一个检测点，检测点高度要控制在0.3-2m之间，并保证所有的检测点高度一致。如果工程设计是采用了高级装饰材料，可以地下检测设计方案，并且可以开展防雷接地中的电阻测试。防雷装置包括外部防雷装置和内部防雷装置。其中，外部防雷装置由引下线、接闪器、接地装置等几个部分组成。在材料选择当中，主要以热浸镀锌钢材为主，不得采用裸铝导体材料用作接地线、接地体，并且深埋设计要结合实地勘察要求。在施工过程中，要保证水平埋设深度在0.5m以上（冻土层以下），人行通道深埋为1m以上，并且在人行道采用均压措施或上铺鹅卵石。如果是采用垂直接地设计方案，需要做到以下几点：（1）圆钢垂直接地直径为不小于14mm，水平接地不小于78mm；（2）扁钢水平接地不小于90mm；（4）接地体间距要大于3m；（5）为了保证接地装置的牢固性，主要是采用焊接形式，以搭接焊为主。

1.4雷击电磁脉冲

雷击电磁脉作为一种电磁效应，是在直雷击和间雷击相互作用下而产生的，这种电磁效应直接影响到防雷装置的电位，对连接导体产生一定的干扰作用。

1.5等电位连接

等电位连接导体作为导电物体与装置之间的连接体，具有减少电位差，降低雷电对接地装置破坏的作用[1]。

2防雷接地设计

2.1人工接地装置

结合当今高层配网防雷接地设计标准，采用圆钢作为钢接地极，并保证直径在20mm以上，钢管直径要保持在40mm以上，壁厚在3.5mm以上；角钢规格为40mm×40mm×4mm以上，长度不得低于2.5m。为了保证实际施工中钢结构进入土壤的顺畅性，需要将接地极一端设计为锥形，钢管加热锻设置为扁尖形。如果工程实际土壤较硬，可以设计为抽条施工方案，也就是把钢管分为4-6段，之后再进行焊接处理，加工为锥形。把角钢切割成尖头形状，为了避免施工中端头打裂的问题，要在钢管顶端采用10mm以上的钢板加工成保护帽进行焊封。接地方案设计过程中，应结合厂家技术标准，如果没有提出明确的规定，需要在坑、槽挖好之后进行底部整平处理，这样可以保证埋设接地模块的受力均匀性，提高与土壤的接触面积，从而提高防雷接地性能。采用水平、垂直的接地设置方法，结合不同材质采用不同焊接方法[2]。如钢材料采用电焊、铜材料选择气焊。在焊接完毕后将焊渣抹平，把接地模块联合成一个环路，设计中要确保焊接材料、连接材料相同，采用热浸镀锌扁钢，并引出至少2条导线。

2.2自然接地体

在防雷接地设计中，可以应用柱内钢筋基础作为接地主体，结合勘察所提出的具体位置、尺寸对地基内钢筋数量进行设计，地基中四角钢筋采用搭接焊接方法，之后再把地基内抛投钢筋、承台梁主钢筋焊接处理，并和引下线钢筋柱子进行焊接，可以用作测试点。在地基结构设计完毕之后，要明确指出测试电阻值的要求，如果实际施工工艺无法达到此标准，要在预留辅助接地连接板位置增设一个人工接地极，辅助接地深度不宜过深，通常要低于0.8m。同时，采用钢筋混凝土板基础作为接地体。结合行业标准设计接地位置，并将地板钢筋搭接部位焊接好，将柱主筋和底板钢筋进行可靠焊接，这样即可完成基础设计工作，之后再进行预埋连接板的人工接地设计[3]。如果展开人工接地设计，可以在防水层板式基础钢筋接地位置进行设计，要求在施工中不得损坏防水层，确保能够满足钢筋接地标准。如果自然接地设计无法满足要求时，则需要联合人工接地体，并采用熔焊、地脚螺栓等手段连接（结合实际情况选择最短路径），保证螺栓与导体、水平钢之间的电气贯通性，确保防雷接地的可靠性[4]。

2.3接地与等电位联结。配网接地装置采用地梁内部的钢筋，将配网地下最外圈地梁内两根主焊接成环形，同时与配网基础内部钢焊，并将它作为接地极，接地电阻不大于1Ω，如果超过需要增加接地极。另外，防雷接地与电气弱电系统使用相同的接地装置。

结束语：

综上所述，防雷接地设计是一项非常系统、复杂的电气设计，需要设计人员能够针对防雷技术的应用要点，对防雷接地中各个环节进行合理的设计，同时还要保证施工过程中各项技术指标满足设计要求，这样才能够充分发挥电气防雷接地设计工作的效能，确保整个配网工程电气系统的质量。因此，在进行配网防雷设计时，需要正确地理解已有规范中的相关规定，对规范中存在着一些不明之处，需要不断地改进与完善，以确保防雷接地设计的安全性和可靠性，减少雷害，确保人们生命财产以及配网安全。

参考文献：

[1]喇元,胡贤德,彭发东,程文锋,周浩.10kV配电网防雷技术研究[J].能源工程,2013(04):16-19.

[2]殷文权.市政电气设计中接地问题[J].建材与装饰,2017(16):100-101.

[3]邹晗,高波.工业配电系统的防雷接地设计[J].科技资讯,2016,14(01):50-51.

[4]李冰.10kV配电网防雷技术研究[J].民营科技,2016(07):11.