摘要：隨著我國(guó)電力需求的不斷增長(zhǎng)，電力建設(shè)也隨之高速發(fā)展，電力線路桿塔遍布于城鄉(xiāng)各處，桿塔附近工廠、廠房?jī)?nèi)用電設(shè)備遭雷擊風(fēng)險(xiǎn)成倍增加，為更好保護(hù)和處理用電設(shè)備免遭雷擊損壞，保護(hù)國(guó)家和人民生命、財(cái)產(chǎn)安全。就此系統(tǒng)出現(xiàn)的地電位反擊、浪涌、等電位處理、雷擊等損壞的原因本文將根據(jù)實(shí)例之一做詳細(xì)闡述。

廠區(qū)分面及設(shè)備損壞情況

1、廠區(qū)建筑為金屬框架結(jié)構(gòu)，坐南朝北位于山坳中（尺寸：L*W*H 60*85*11M），西北面有高約12米小山丘，東、南兩面均是山區(qū)。土壤土質(zhì)為風(fēng)化土加疊層巖，土壤電阻率：3350歐?米。

2、廠區(qū)西北面、東南面山丘上各有高約30M高220KV高壓輸電桿塔一座。

3、在陰雨天氣附近沒有雷擊發(fā)生時(shí)，時(shí)常有部分廠內(nèi)電機(jī)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊設(shè)備等損壞。

4、在雷雨天氣時(shí)偶爾能看到高壓桿塔頂部有火發(fā)產(chǎn)生，且只要有雷擊發(fā)生必有部分設(shè)備損壞。

5、雷雨天氣當(dāng)人經(jīng)過西北面桿塔附近時(shí)，全身有微弱的被觸電的感覺。

6、為保證廠區(qū)內(nèi)人員和財(cái)產(chǎn)安全，甲方迫切提出增加廠區(qū)防雷保護(hù)。

問題分析

1、地電位反擊

   就此類現(xiàn)場(chǎng)分析，輸電線路在運(yùn)行過程承載著高電壓、大電流、強(qiáng)電場(chǎng)和復(fù)雜的電磁環(huán)境。既有高電壓造成的電場(chǎng)干擾，又有大電流流經(jīng)接地裝置時(shí)電位差引起的地電位干擾。

   當(dāng)遠(yuǎn)處發(fā)生雷擊或有雷雨天氣時(shí)，雷電流流入大地產(chǎn)生較大的壓降，使地電位抬升，反向擊穿廠區(qū)內(nèi)用電設(shè)備。

   廠區(qū)西北面、東南面山丘上高壓輸電桿塔的接地引下線都沿直線形式布設(shè)，與廠房距離較近，雷雨天氣時(shí)所產(chǎn)生的暫態(tài)高電位是造成設(shè)備損壞的主要原因。

2、雷電產(chǎn)生的浪涌

浪涌電壓：指在瞬間內(nèi)（毫秒級(jí)）輸出電壓有效值高于額定值110%，持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)或數(shù)個(gè)周期，是破壞電子設(shè)備的主要元兇。

瞬態(tài)過電壓和暫態(tài)過電壓，指峰值電壓高達(dá)20000V，但持續(xù)時(shí)間10～6s－10～4s的脈沖電壓。其產(chǎn)生的主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，主要由雷電所致。

　   它的主要危害是：以大規(guī)模集成電路為核心組件的控制、監(jiān)控、保護(hù)、通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)電子設(shè)備、以大型CMOS集成元件組成的等電子設(shè)備普遍存在著對(duì)暫態(tài)過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點(diǎn)，暫態(tài)過電壓不僅會(huì)造成電子設(shè)備產(chǎn)生誤操作，或者造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，或暫時(shí)癱瘓；嚴(yán)重時(shí)可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個(gè)系統(tǒng)陷于癱瘓。

  3、等電位處理

     等電位聯(lián)結(jié)作為IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣裝置最本的保護(hù)要求，我國(guó)相關(guān)防雷規(guī)范亦同樣重視等電位聯(lián)結(jié)，等電位聯(lián)結(jié)中由于把所有導(dǎo)電部分均做電氣連接，在發(fā)生電氣故障時(shí)可有效防止聯(lián)結(jié)范圍內(nèi)電位差的出現(xiàn)，對(duì)人身安全及電氣設(shè)備安全都有保護(hù)效果。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，區(qū)房?jī)?nèi)各用電設(shè)備外露導(dǎo)電部分、各金屬架構(gòu)都沒有進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。

解決措施

    1、地電位反擊

對(duì)廠房附近兩座電力桿塔進(jìn)行接地整改，將其原一字型布置的接地網(wǎng)改成環(huán)型接地網(wǎng)。受土壤土質(zhì)環(huán)境影響采用具有吸水保水功能的接地模塊制作接地網(wǎng)，且每一桿塔開挖兩至三個(gè)環(huán)形地溝。

圍繞廠房四周制作不少于2圈的環(huán)形接地網(wǎng)，把延伸至各建筑附近的地網(wǎng)連成一個(gè)整體。

將兩座電力桿塔接地網(wǎng)與廠區(qū)內(nèi)地網(wǎng)通過扁鋼連接在一起。以降低雷電流流經(jīng)大地時(shí)的壓降。

2、雷電產(chǎn)生的浪涌

依據(jù)國(guó)家相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)范，增加電力、控制、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控等各系統(tǒng)與設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)相匹配的防雷設(shè)備。

3、等電位聯(lián)接

     將金屬架構(gòu)建筑各主鋼梁通過扁鋼與環(huán)形地網(wǎng)焊接連通。

     將廠房?jī)?nèi)各金屬外露導(dǎo)電部分及金屬支架通過PE線與總等電位聯(lián)結(jié)端子相連。

     將廠房?jī)?nèi)各金屬門窗、機(jī)柜就近接至總等電位聯(lián)結(jié)端子。

結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過對(duì)廠區(qū)外電力桿塔進(jìn)行接地整改、增加廠區(qū)內(nèi)接地地網(wǎng)降低接地阻值，增加各設(shè)備間相

匹配的防雷器，增加廠區(qū)內(nèi)等電位處理措施等這些有針對(duì)性的處理后，對(duì)廠區(qū)內(nèi)各系統(tǒng)都起到均壓和很好的雷電防護(hù)效果，徹底保護(hù)人員、設(shè)備的安全、正常工作，同時(shí)為保障國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全起到更加重要的作用。經(jīng)兩年多時(shí)間的考驗(yàn)，各系統(tǒng)均未出現(xiàn)任何故障。