【正文】 電力系統(tǒng)設(shè)備綜合防雷設(shè)計 一、電力系統(tǒng)防雷的重要性 隨著電力系統(tǒng)容量的增加和自動化水平的不斷提高，電力自動化系統(tǒng)已使用了相當(dāng)數(shù)量的計算機、 RTU 和其它微電子設(shè)備?？h級電力調(diào)度及其變電所由于所在地土壤電阻率較高或地處山區(qū)，其地網(wǎng)的接地電阻往往很難達到電力標準規(guī)范中的要求，為防雷工作增加了許多難度。由于一些微電子器件工作電壓僅幾伏，傳遞信息電流小至μ A 級，對外界的干擾極其敏感，而雷電流產(chǎn)生的瞬變電磁場對微電子設(shè)備的干擾和損害尤為嚴重。在雷雨季節(jié)，有的縣電力局調(diào)度大樓和電力局所屬自動化顯示系統(tǒng)、通訊系統(tǒng) (Modem、載波機、程控交換機等 )常常損壞，造成較大的直接和 間接經(jīng)濟損失，影響當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的正常調(diào)度、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的日常生活。因此，電力系統(tǒng)的防雷工作非常重要。 二、外部防雷 外部直擊雷防護裝置主要由接閃器、引下線、接地裝置組成。 建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)按下式計算： N = k NgAe ； Ng =? 式中 N：建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)（次 /a）； k：雷擊次數(shù)校正系數(shù)； Ng：建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度 [次 /（ km2 a） ]； Ae：與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（ km2）； Td：該地區(qū)的年平均雷電日數(shù)； 廣周地區(qū)年平均雷電日數(shù) 為 75～ 90 次 /年。 在下列情況下 k取相應(yīng)數(shù)值： a、位于曠野孤立的建筑物取 2； b、金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取 ； c、位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取 。 依據(jù)以上計算，按照 GB 5005794《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第 條的要求，電力系統(tǒng)建筑物屬于標準規(guī)定的“對國民經(jīng)濟有重要意義的裝有大量電子信息系統(tǒng)設(shè)備的建筑物”和“預(yù)計年雷擊次數(shù)大于 次 /年的一般性民用建筑物”。因此應(yīng)按二類防雷建筑物進行防 護。 A、根據(jù) GB 5005794《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第 條的要求： 避雷針可采用圓鋼或焊接鋼管制成，其材料直徑應(yīng)符合以下要求： 針長 1米以下：圓鋼直徑不小于 12mm 鋼管直徑不小于 20mm 針長 1米至 2 米：圓鋼直徑不小于 16mm 鋼管直徑不小于 25mm B、根據(jù) GB 5005794《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第 條的要求： 避雷帶可采用圓鋼或扁鋼制成，其材料應(yīng)符合以下要求：圓鋼直徑不小于8mm 扁鋼截面積不小于 48mm2 厚度不小于 4mm。避雷帶可沿建筑物四周女兒墻上敷設(shè)，并與避雷針、 引下線、天面電磁屏蔽網(wǎng)做良好的連接。 C、根據(jù) GB 5005794《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第 條的要求： 引下線應(yīng)采用圓鋼或扁鋼制成，優(yōu)先選用圓鋼，其材料應(yīng)符合以下要求：圓鋼直徑不小于 8mm 扁剛截面不小于 48mm2 厚度不小于 4mm。引下線設(shè)置不應(yīng)小于 2根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于 18m。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于 18m。每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于 10Ω。當(dāng)采用多根引下線時，應(yīng)在個引下線上距地面 之間裝設(shè)斷接卡。 D、根據(jù) GB 5005794《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第 條的要求： 接地體人工垂直接地體應(yīng)采用角鋼、鋼管或圓鋼制成，人工水平接地體應(yīng)采用扁鋼或圓鋼制成，其材料應(yīng)符合以下要求：圓鋼直徑不小于 10mm 扁鋼截面不小于 100 mm2 厚度不小于 4mm 角鋼厚度不小于 4mm 圓鋼壁厚不小于。人工垂直接地體的長度宜為 。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體的距離宜為 5m。 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 規(guī)定：防雷接地與交流工作接地、安全保護接地 共用一組接地裝置時，接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定。 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 規(guī)定：接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物的自然接地體，當(dāng)自然接地體的接地電阻達不到要求時應(yīng)增加人工接地體。 建筑物接地與等電位連接 A、環(huán)行接地網(wǎng) 接地是防雷的基礎(chǔ)，標準規(guī)定的接地方法是采用金屬型材鋪設(shè)水平或垂直地極，在腐蝕強烈的地區(qū)可以采用鍍鋅和加大金屬型材的截面積的方法抗腐，更合理的方法是利用建筑物的基礎(chǔ)鋼筋地網(wǎng)作為共用接地系統(tǒng)，這有事半功倍之效。 如建筑物沒有基礎(chǔ)鋼筋地網(wǎng)，宜在建 筑物四周埋設(shè)人工垂直接地體和水平環(huán)型接地體。 環(huán)行接地體與建筑物水平距離不應(yīng)小于 2m。接地體的沖擊接地電阻不宜大于 4 歐姆，如達不到要求可用添加降阻劑和增加接地體數(shù)量等方法來降低阻值。 為使雷電浪涌電流泄入大地，使被保護物免遭直擊雷或感應(yīng)雷等浪涌過電壓、過電流的危害，所有建筑物、電氣設(shè)備、線路、網(wǎng)絡(luò)等不帶電金屬部分，金屬護套，避雷器，以及一切水、氣管道等均應(yīng)與共用接地系統(tǒng)作金屬性連接。 B、等電位連接 將建筑物電氣裝置內(nèi)外露可導(dǎo)電部分、電氣裝置外可導(dǎo)電部分、人工或自然接地體用導(dǎo)體連接起來以達到減少電位差稱為等電位聯(lián)結(jié)。 在 IEC 和 GB5005794標準中指出等電位連接是內(nèi)部防雷措施的一部分，其目的在于減少雷電流所引起的電位差。等電位，是用連接導(dǎo)線或過電壓（電涌）保護器，將處在需要防雷空間內(nèi)的防雷裝置和建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來導(dǎo)線、電氣裝置、電信裝置等連接起來，形成一個等電位連接網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)均壓等電位。利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)所有金屬構(gòu)件的多重連接，建立一個三維的連接網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)等電位連接的最 佳選擇。 所有從室外進入的金屬導(dǎo)體（包括水管、氣管，電纜屏蔽層或電纜屏蔽管）應(yīng)在進入防雷區(qū)的交界處就近直接接地，不能直接接地的導(dǎo)體（如電力線、傳輸線等）應(yīng)通過避雷器接地，電力、通信電纜應(yīng)穿金屬管并埋地進入機房，穿管埋地的距離應(yīng)大于 25 米。室內(nèi)設(shè)備的金屬部分應(yīng)可靠接地，所有的接地必須接在同一個接地基準點上，這個基準點在工程上稱為匯流排或均壓環(huán)，這樣就能保證室內(nèi)設(shè)備不會因為地電位升高而產(chǎn)生電位差。 建筑物外部防雷裝置是直接安裝在建筑物頂面，防雷裝置與各種金屬物體之間的安全距離不可能得到保證。為防止防雷裝置與鄰近的金屬物體之間出現(xiàn)高電位反擊，進小其間的電位差，除了將屋內(nèi)的金屬物體做好等電位連接外，應(yīng)將各種接地（交流工作地、安全保護地、支流工作地、防雷接地等）共用一組接地裝置。上述四種接地的接地引出線可與環(huán)行接地體相連形成等電位連接，但防雷接地在環(huán)行接地體上的接地點與其他幾種接地的接地點之間的距離宜大于 10m。 三 、電源系統(tǒng)防雷 高壓電力線的防護 在雷電活動頻繁、雷電強度大、雷暴日多的地區(qū)，當(dāng)雷擊建筑 物附近的交流供電線路時，為了防止雷電沿電力線路侵入建筑，可按圖 4－ 2所示方法，對高壓電力線以及變壓器實施保護。 GB 5005794（ 2021）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》國家