建筑低壓配電系統防雷設計研究

李國琴

（信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司，北京 100040）

建筑低壓配電系統防雷設計研究

李國琴

（信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司，北京 100040）

低壓配電系統是建筑項目電氣工程的重要組成部分，其不僅包含大規模集成電路，而且還有大量的電子設備，對于人們的日常生活有著直接影響。然而低壓配電系統往往無法有效地防止雷擊，一旦遭受雷擊，低壓配電設備易發生誤操作。文章介紹了建筑低壓配電系統防雷現狀，分析了建筑低壓配電系統防雷設計和相關注意事項。

建筑工程；低壓配電系統；防雷設計；電氣工程；電子設備

近年來，我國建筑行業快速發展，低壓配電系統建設越來越復雜，這對于防雷設計提出了更高的要求。建筑低壓配電系統運行過程中，雷電沿著通信線路或者供電線路沖擊低壓配電設備，很容易導致低壓配電系統損壞，所以為了保障低壓配電系統的安全性，應仔細分析當前低壓配電系統設計存在的問題，結合不同建筑項目的實際情況，科學、合理地進行防雷設計，建立有效的防雷系統，不斷提高低壓配電系統防雷設計水平。

1 建筑低壓配電系統防雷現狀

1.1 防雷設計不達標

低壓配電系統防雷設計必須滿足相關技術規范，在具體防雷設計中要根據不同設計對象的特點和實際情況進行設計。但是在實際的防雷設計中，相關設計人員沒有仔細研究設計要求，對于建筑工程低壓配電系統的情況也不了解，參考的規范性文件過于久遠，已經無法滿足現代化建筑項目的防雷要求，直接影響了低壓配電系統的防雷效果。

建筑項目低壓配電系統防雷設計具有較強的專業性和復雜性，對于設計人員專業技術水平要求很高。然而有些設計人員設計的防雷系統圖紙內容缺失，沒有明確標注關鍵內容，標注不清晰，甚至有些防雷設計圖紙和建筑項目的實際情況存在矛盾沖突，造成低壓配電系統防雷設計時出現各種問題，如錯誤配置SPD，由于所選SPD與施工設計圖紙中的SPD型號不一致，不僅影響了防雷系統正常的使用性能，而且給建筑低壓配電系統埋下安全隱患。

1.3 考慮因素不全面

建筑低壓配電系統防雷設計時，有些設計人員只考慮建筑項目的實際情況，卻沒有考慮當地的雷電活動規律、災害性天氣、地質情況、地理地貌以及周圍環境，使得防雷系統設計效果較差。有的設計人員對于SPD配置和雷電防護等級判定過于隨意，導致防雷系統無法發揮有效作用。

1.4 因子取值不當

在設計防雷系統時，相關設計人員由于對于現場資料收集不全面、實際勘測和勘察不到位，造成防雷系統設計參數取值不合理，對于當地的地質環境不了解，土壤電阻率取值不當，甚至入戶設施長度不符合具體建筑項目情況，防雷設計圖紙和實際低壓配電系統情況不一致，這些都影響了雷電防護等級的正確劃分。

1.5 SPD配置不合理

雷電防護等級較低、SPD選型不符合實際情況，有些設計單位為了保障低壓配電系統的安全性，獲取更多的經濟效益，對低壓配電系統，有柜必裝，卻沒有考慮到防雷保護分級，這直接影響了低壓配電系統防雷設計的合理性和科學性，使得防雷系統無法可靠、穩定的使用。

2 建筑低壓配電系統防雷設計

2.1 一級防雷器

例如：在使用“排比句”時要使用“分號”；在使用“動詞”前面要使用“地”；“副詞”前面要使用“得”，錯別字和病句都是扣分點。使用成語、歇后語和名言等內容時，要使用熟悉的內容，不要為了突出自己的知識淵博而弄巧成拙。在寫作時，注意寫作的字數要求，寫夠要求的字數，更不要暴露出姓名、地名等真實信息。

結合低壓配電系統防雷相關技術規范，進入建筑物之前防雷系統外接金屬線路應穿過金屬管槽埋入地中超15m，將低壓避雷器設置在防雷線路進入端，總電源防雷器加裝在低壓配電系統電源進入端，雷擊高電壓經過外部線路引入大地泄放，保障低壓配電設備的安全性。三相電源防雷器進線通流容量大于60kA，能夠有效限制雷擊過電壓，在總配電室進線端位置并聯設置防雷器，做傳導雷、直擊雷擊保護。對于第一級電源，選擇合適的防雷模塊或者電源防雷箱，并聯進行安裝，最大的通流容量為120kA，不需要限制低壓配電系統設備功率，高強度感應雷和直擊雷通過線路傳輸實現泄放保護。

2.2 二級防雷器

雖然防雷器設置在總電源進線端，但是防雷效果依然堪憂，特別是大流量的雷電電流通過低壓配電系統線路時，大部分雷電電流能夠通過第一級防雷器泄放到大地中，但是雷電殘壓依然很高，嚴重威脅著低壓配電設備的安全性，所以通過對第一級電源安裝設置防雷器，可有效降低雷擊破壞事故發生率，但無法保障所有低壓配電設備的穩定運行。如果建筑物和配電室總電源之間采用三相電源線路，很容易引起雷電波和感應雷電流的二次入侵，因此還應加裝二級防雷器。二級防雷器能夠有效限制大幅度過電壓，對于雷電多發地區的建筑項目，由于通流容量較大，對于電源線路的感應雷電流和雷電殘壓經過二級防雷器再次泄放。對于低壓配電系統的單相線路，可以選擇40kA通流容量的D220B7B防雷器；對于三相線路，選擇40kA通流容量的D380B7B防雷器，并聯安裝二級防雷器。

2.3 三級防雷器

當前，現代化低壓配電系統中很多電子設備都采用非常精密的元件和集成電路，僅僅幾十伏的擊穿電壓就會造成這些電子設備損壞，如果不設計三級防雷系統，雷電電流通過一級防雷器、二級防雷器，剩下的雷電電壓還有上千伏，嚴重沖擊著后接設備，造成低壓配電設備損壞。三級防雷設計，對于低壓配電系統三相線路，并聯設置20kA通流容量的D380B7A電源防雷器。對于單相配電設備，在設備前端串聯20kA通流容量的電源防雷器，有效防范高壓靜電和操作過電壓，雖然這種串聯式防雷器具有良好的防雷效果，但是這種防雷設計往往會限制后接設備功率。

2.4 末級電源防雷設計

通過設計以上三級防雷系統，對于建筑低壓配電系統中某些弱電設備，為了有效控制雷擊殘壓沖擊配電設備，在低壓配電設備插座上加裝10kA通流容量、D220CK型號的防雷插座。

2.5 防漏電保護

通過在低壓配電系統中設置漏電保護器，能夠有效降低人身觸電事故發生率，為了保障低壓配電設備的安全性，必須做好防漏電保護，減少故障電流，優化漏電保護器安裝，實現良好的防雷效果。

2.6 防雷電浪涌保護

為了實現良好的防雷效果，低壓配電系統可以采用分級保護方式，結合浪涌特點，在低壓配電系統入口位置進行瞬態過電壓保護，吸收浪涌能量，對瞬態過電壓實現分階段抑制。在總電源配電柜或者總電房中安裝泄放SPD，為了有效抵抗高雷電能量沖擊，所以應選擇開關型SPD或者限壓型SPD；在建筑物樓層分電源配電柜位置，安裝限壓型SPD，使泄放SPD和限壓SPD有效結合起來，滿足低壓配電系統設備運行要求，有效限制高壓雷電脈沖，保障低壓配電設備的安全性。另外，建筑項目信息機房配電箱位置安裝復合型SPD，有效限制雷電流，并且在關鍵的低壓配電設備位置設置精細SPD，特別注意保護低壓配電設備前端和UPS電源前端。

2.7 均衡電位保護

由于電位差嚴重威脅低壓配電設備的安全性，因此應做好均衡電位保護，為了保持建筑低壓配電系統的電位均衡，消除雷電沖擊隱患，可通過等待內聯結對低壓配電故障接地保護，降低電氣火災發生率，保障建筑住戶的人身安全。在進線配電箱周圍總接地母排匯入相關線路，實現總等電位聯結，在條件允許的情況下，匯接過程中，將建筑物金屬結構、接地干線、公用設施管道、配電箱端子或者保護母線等相互連接。

2.8 運行維護

安裝好避雷器以后，工作人員要仔細檢查所有接線，根據防雷設計要求做好運行測試，檢查設備和系統，一旦發現異常情況，應及時進行檢修處理。結合不同地區的天氣變化情況，特別雷雨季節應仔細檢查接地系統，做好系統維護，檢查接地體周圍是否發生異常，接地引下線是否存在銹蝕情況，連接位置的接觸是否緊固。條件允許的情況下，可以將地面挖開，檢查地下的接地體是否發生銹蝕，及時處理維護。同時，每年定期測量一次接地網接地電阻，尤其是雷雨季節之前，要提前檢測避雷器是否正常運行，確保其發揮良好的防雷效果，加強雷雨季節對于防雷系統的巡視檢查，及時處理異常問題。

3 建筑低壓配電系統防雷設計注意事項

低壓配電系統接地和防雷設計應注意以下內容：其一，對于建筑物中的電子信息機房，所有進出電源線路應盡量避免使用架空線路；其二，對于TN交流配電系統，為了保障電子信息設備供電安全，優化TN-S系統接地設計；其三，根據相關技術規范，合理控制防雷系統取值，確保配電設備的耐沖擊過電壓滿足要求；其四，在第一防護區與直擊雷防護區或者直擊雷非防護區的交界位置，安裝設置浪涌保護器，選擇限壓型保護器，還要經過分類試驗，不同分區交界位置都要加裝限壓型浪涌保護器，根據直流電源的運行特點和工作電壓要求，設置合適的浪涌保護器；其五，平直連接浪涌保護器導線，導線長度應控制在0.5m，限壓型浪涌保護器之間、限壓型與電壓開關型的浪涌保護器之間，所有導線長度不能超過10m，將退耦裝置加裝在浪涌保護器之間，如果浪涌保護器在實際應用中能夠自動配合能量，可以不用限制浪涌保護器線路長度；其六，結合低壓配電設備的雷電防護分級和抗擾度，安裝合適數量的浪涌保護器；其七，浪涌保護器的電流參數值必須滿足電源線路防雷設計要求。

4 結語

根據建筑項目低壓配電系統的運行要求和當地雷電氣候變化，優化防雷設計，科學鑒別雷電等級，合理設置防雷設備，明確防雷設計目標，確保防雷設計的科學性，發揮良好的防雷效果，提高低壓配電系統的安全性、可靠性和穩定性。

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（責任編輯：黃銀芳）

TU895

1009-2374（2017）12-0007-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.004

李國琴（1978-），女，河北行唐人，供職于信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司北京分公司，研究方向：建筑電氣設計。

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