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防雷接地若干问题解析

来源:机房360 作者:徐洲 更新时间:2010-7-8 15:41:40

摘要:110kV变电所的防雷接地装置,由于设备老化、本体性能差、超期服役以及后期的运行维护脱节等种种原因,加之在现场改造中存在设计不周、结构不合理、施工质量差等诸多问题,时刻危及电网的安全运行。   


  供电系统接地方式与室内电磁兼容的关系
  
  配电网接地系统的制式关系到电网的运行安全和建筑物的供电安全。西方国家对于供电质量特别重视,他们对于电源频率和电压质量都有严格地要求;他们对于智能建筑物内的电磁兼容问题很重视,他们的重要建筑物广泛采用屏蔽电缆的供电方式。现在我国智能建筑物的设计已经注意到这一点。现在大城市中的配电变压器已经采用小电阻接地方式,电源线已经广泛采用TN-S和TN-C-S系统,俗称三相五线制;在室内注意按综合布线的规范敷设电气线路。
  
  如果把三相电源系统的火线比做上水管道;则N线有如下水管道,它输送的电流有闪光灯和闸流管等电气设备产生的杂波,还有电源系统故障时产生的过电流等。这样电源自成闭合系统,PE线只是起到接地固定电位的作用,平时并无电流流过。如果把N线与PE线合并,这些杂波电流和过电流就会在地线中产生浮动电压,使电子设备遭受损坏和不能正常工作。所以,N线必须绝缘敷设,PE线必须独立敷设,这正是三相五线制供电系统建立的意义。检查N线与PE线是否绝缘良好的办法是测量PE线内的电流,正常情况下PE线内不应该有电流。我们在故宫防雷工程中测量某宫殿的防雷接地,发现接地电阻表摇摆不定,
  
  接地电阻的大小取决于什么要素
  

  经验表明,接地体的电阻主要决定于它与地的接触电阻。我们在打接地棒后立即测量其接地电阻值时测得某一数值;只要抓住接地棒的上端摇一摇,再测时其接地电阻值将增加。这是因为接地棒与其附近的土壤脱离的缘故。在钻孔埋接地体的时候,灌水和填土后其接地电阻值将有一变化时期。开始其接地电阻值小,后来变大(土壤与接地体脱离),长时期后又变小(因土壤压实)。用碳棒和碳质模块做接地体时其接地电阻值并不如计算那样理想,但是如果在它们的周围涂以LRCP降阻剂则可较理想地达到预期接地电阻值。这些都说明接地体与地的接触电阻是决定接地电阻的重要因素。
  
  接地网的接地电阻与接地网的面积S的开方成反比,在接地网内再补充打接地棒和接地桩,对于降低接地电阻的作用不大。因为接地网的周边接地棒对其中心有屏蔽作用。而且,电子地的稳定不是单靠降低接地电阻值所能解决的,重要的是要想法降低接地网的电感和使接地联线中没有电流(此时,接地线的电感电压降占重要地位),解决的办法是用星形接法连接仪器设备;如果还有困难,接地联线用绝缘线,把接地线用铁管套起来,屏蔽铁管的两端与其附近PE线相连。其道理是使接地线的电压不能耦合到电子回路中去。内部防雷的系统中要避免采用开关型和间隙型过电压保护器,这些间隙在放电时电压急剧截断将引发电路中分布电容和电感的震荡过程,使电子设备遭到损坏。
  
  接地网的结构及其防雷性能的分析
  
  在雷击建筑物时,在钢筋混凝土的结构钢筋内将有震荡电流产生。这些震荡电流将感应室内电气线路产生二次电流。这些二次电流将造成电气设备的损坏。采用SPD限制作用在电气设备上的电压是内部防雷的任务,接地网的等电位连接措施使这二次电流回路中的电流不会很大,用8/20μs电流波形检验。
  
  防雷导体流经的雷电流是一次电流,它是排出建筑物的外部放电过程。内部防雷子系统与外部防雷子系统、这两个子系统有电路上的联系,但是各自自成系统,要分别计算不能够混淆。否则将发生严重地计算错误。采用电缆段进线和穿铁管屏蔽进线的防雷方法,是防止雷电流经SPD向电源系统反灌的重要措施。
  
  建筑物的基础接地和其周围的埋地接地网是安全散流和整体电位浮动的保证条件。如果防雷接地体是独立的或是室外的一条接地带,则不能保证建筑物的屏蔽条件。

    责任编辑:x_z

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