關(guān)于市政電氣設(shè)計(jì)中的防雷接地問題探討

彭亮

摘要：市政工程是城市正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，關(guān)系著城市良好的發(fā)展和人民生活質(zhì)量，特別是市政電氣設(shè)計(jì)方面，由于電力的特殊性，我們應(yīng)該注意其可靠性和安全性，提高市政技術(shù)設(shè)計(jì)，尤其是涉及防雷和接地的問題時(shí)要謹(jǐn)慎處理，往往是由于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)不夠掌握和了解不充分導(dǎo)致，或者由于本身缺乏規(guī)范，導(dǎo)致一些弊端和錯(cuò)誤的產(chǎn)生。本文通過對防雷設(shè)備的重要性和存在的問題進(jìn)行有效的分析，并提出有效的解決措施，希望對促進(jìn)市政電氣設(shè)計(jì)防雷效果的提升做出積極貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：市政電氣;防雷接地;電氣施工

引言

市政工程和電氣相關(guān)設(shè)施無處不在，是人們?nèi)粘Ｉ钤O(shè)施中不可或缺的一部分，但由于市政電氣系統(tǒng)與電力系統(tǒng)直接相連，因此，市政電氣防雷設(shè)計(jì)的實(shí)施值得我們關(guān)注其安全性和可靠性。市政電氣施工中的防雷接地設(shè)計(jì)要進(jìn)行嚴(yán)格控制與把握，我國是一個(gè)雷擊發(fā)生較多的國家，因此避免雷擊對城市設(shè)施、人員和電信設(shè)備的影響極為重要。利用市政工程防雷設(shè)計(jì)，要有相應(yīng)的防雷保護(hù)，由于市政工程很容易發(fā)生雷擊事故，因此防雷設(shè)計(jì)越來越重要。并且一旦遭遇雷擊，損失更加嚴(yán)重，許多電子、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在市政工程上都會遭受損失。

1 防雷設(shè)備的重要性

市政工程的防雷等級是根據(jù)市政技術(shù)的性質(zhì)和重要性以及應(yīng)對雷電事故后果的能力建設(shè)的，市政工程一般屬于第二級防雷，要有效提高防雷擊水平，還要積極采取措施防止雷電感應(yīng)和雷擊危害。近年來，我國的城市化進(jìn)程迅速發(fā)展，一些市政項(xiàng)目的發(fā)展在促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展中發(fā)揮了不可或缺的作用。然而，由于市政工程技術(shù)本身水平的不利因素，雷擊已成為一個(gè)重要組成部分。最重要的是，市政工程受到大型市政工程的雷擊概率的影響，因此設(shè)置防雷設(shè)計(jì)非常重要，而防雷和接地是最重要的部分。因此要加強(qiáng)對于防雷設(shè)備的設(shè)計(jì)，有效提高市政電氣設(shè)計(jì)的防雷水平，同時(shí)要有效提高施工技術(shù)和水平。

2 雷擊的破壞

雷擊是地球上具有異質(zhì)電荷或云的云的快速放電過程，這些雷擊是飛機(jī)的主要危險(xiǎn)，同時(shí)也會對地面建筑物、電氣設(shè)備和人類、動物等造成大的雷擊損壞，這是一個(gè)重要的問題，意在要注意建設(shè)市政電氣雷擊設(shè)計(jì)。為了保護(hù)市政工程免受雷擊的破壞，有必要了解雷擊的類型及其可能造成的危險(xiǎn)。雷擊的破壞性影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一熱效率和電力的作用，它對市政工程的影響較為直接。第二是靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的雷電流以及雷電波入侵。雷擊的類型和危險(xiǎn)主要是：

1直接閃光。對于大氣的點(diǎn)云猛烈放電雷暴，它的破壞力是非常強(qiáng)大的，如果不立即排出，會在排水通道、建筑設(shè)施對人們構(gòu)成威脅，并可能對市政工程造成火災(zāi)或損壞，從而對設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。

2雷電波。這種類型的雷擊是雷擊直接撞擊市政工程外部電纜，而不是建筑物本身的過程。電纜上的電波被電氣設(shè)備的光速和建筑物內(nèi)的自動控制分散，造成損壞。

3引起過電壓。指雷電放電可能導(dǎo)致電源、電纜和金屬管道中的電涌。在市政工程的雷擊中，雷電放電裝置必須使導(dǎo)流板產(chǎn)生強(qiáng)磁場，電子設(shè)備受數(shù)據(jù)丟失的影響，是由于系統(tǒng)故障引起的。

4地面潛在的威脅。如果雷電直接撞擊建筑工程的防雷設(shè)備，地對地網(wǎng)絡(luò)將一次增加數(shù)十萬伏特，這將對各種設(shè)備的接地部分造成極具破壞性的雷擊損害。

3市政工程防雷接地存在的問題分析

3.1TN系統(tǒng)插座保護(hù)靈敏度和校準(zhǔn)最大分配距離的問題

在TN插座系統(tǒng)中，增加了零保護(hù)、金屬桿連接到彈藥筒系統(tǒng)的PE或PEN線。雷電，地面雷電流Id=V/ZoZo公式為“阻抗”相位零回路“從理論上講，它可以達(dá)到數(shù)百安培。但實(shí)際上通常不是雷擊金屬連接的接地故障，考慮到接觸電阻，電流防雷接地小于實(shí)際計(jì)算值，同時(shí)也很難操作線路保護(hù)設(shè)備，可靠性極點(diǎn)和框架長時(shí)間處于危險(xiǎn)電壓下，電壓可通過PE電纜或PEN電纜傳輸?shù)剿袩糁拖到y(tǒng)箱體，使損壞范圍更廣。我們知道TN系統(tǒng)，如果雷電過流保護(hù)也可以作為接地故障保護(hù)，低壓配電通常會忘記保持其靈活性并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的最大檢測分布。可以說，上面應(yīng)該提到當(dāng)前市政電氣設(shè)計(jì)中最常見的問題。上述問題通常可分為市政電氣施工中的兩種類型;

①電力負(fù)荷型材以帶狀形式，通常包括道路、高架橋路線、主線照明lU氣體用隧道和檢查電路。

②電力負(fù)荷處于分散狀態(tài)的分布形式，如我們所知，有地下水廢物處理廠，或滲透，聯(lián)動型電梯用于主要配水泵站等。

經(jīng)過同一點(diǎn)以上的地面和低壓配電，電源以及局部電阻可以概括，但也出于經(jīng)濟(jì)原因必須能夠大大擴(kuò)大距離的分布，但也存在問題隱患。也就是說，分配距離達(dá)到以下條件，電壓和過電流保護(hù)靈敏度方法。以上兩點(diǎn)對應(yīng)于最大分配距離，當(dāng)實(shí)際線長和它們之間的最大距離很小時(shí)，分布相對正常。從單級分布形式的分析和計(jì)算，可以證明配電線路的防雷接地故障靈敏度標(biāo)準(zhǔn)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)參考電壓損失。

3.2 10kV電氣防雷接地設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

目前，在我國，1OkV配電網(wǎng)不使用中性點(diǎn)接地防雷系統(tǒng)，而是一個(gè)可持續(xù)運(yùn)行的問題，這增加了電源的可靠性。在我們的大多數(shù)城市，l0kV電纜網(wǎng)絡(luò)比以前進(jìn)一步增加，電容電力數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2OA，以限制電弧能量到非常低的自熄概率，導(dǎo)致如果出現(xiàn)單相接地問題發(fā)生雷擊這會導(dǎo)致短路，這通常會加劇事故的發(fā)生。因此，網(wǎng)絡(luò)中的許多城市電網(wǎng)在沒有防雷和接地系統(tǒng)的情況下開始增加電纜同時(shí)為10kV，然后使用低阻接地防雷系統(tǒng)來改變這種情況。它有效地解決了單相系統(tǒng)接地雷擊異常超過電氣設(shè)備運(yùn)行改善的問題，但該照明系統(tǒng)的問題是接地電流防雷接地故障過高，直接影響配電站10/0.4kV設(shè)計(jì)問題。由于10伏系統(tǒng)的接地抗雷電壓低，在工程設(shè)計(jì)中，l0kV供電系統(tǒng)沒有給予足夠的重視使用防雷接地。

市政電氣設(shè)計(jì)lOkV配電系統(tǒng)，低電阻防雷接地后零點(diǎn)接地故障信號，不僅適用于信號傳輸，另外接地故障電流的位置與雷擊故障點(diǎn)有關(guān)，不僅與閃點(diǎn)接觸電阻、分布電容和中性點(diǎn)雷電等線路的電阻有關(guān)，因此，只有積極采取措施，才能保證選擇性零序電流保護(hù)選擇性操作的保護(hù)。將變壓器連接到V-V端子，因?yàn)榱汶妷翰蛔饔糜跈z測信號，礦井通過低電阻接地，l0kV系統(tǒng)降低了諧振過電壓的幅度，并防止了電弧防雷接地的過電壓。再次，通過選擇6u/10kV或8.7/10kV的電力電纜可以快速切斷能量，從而有效地降低絕緣部件的水平，例如電壓等級等。因此，對于市政電氣設(shè)計(jì)，輔助線必須更改。對于預(yù)防低壓系統(tǒng)主要體現(xiàn)在10kV側(cè)接地故障，過電壓雷擊對人員和設(shè)備的損害。當(dāng)變電站接地高壓側(cè)的雷電故障產(chǎn)生接地故障電流時(shí)，在接地電阻R變電站雷電中發(fā)生雷電故障電壓時(shí)存在問題。隨著電流的強(qiáng)化變大，系統(tǒng)在3N處變?yōu)橹行裕驗(yàn)楦邏汉偷捅Ｗo(hù)系統(tǒng)中性雷電接地，同時(shí)使用R閃光電極，除故障kV電壓U外，直接轉(zhuǎn)移到PE（PEN）線到低壓系統(tǒng)，造成過電壓導(dǎo)致發(fā)生電擊。

3.3 街道照明配電防雷接地系統(tǒng)存在問題

目前，TN和TN-c-s常用于市政建設(shè)，然而，真正的問題是許多路燈經(jīng)常停電，這是觸發(fā)問題的關(guān)鍵。事實(shí)是要加強(qiáng)戶外照明設(shè)計(jì)，防止環(huán)境和條件存在很大差異，同時(shí)TN有很大的不穩(wěn)定性。主要原因是防止室內(nèi)電擊成為潛在的連接，但室外街道照明無法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因此，TN-s不適合戶外使用，要有可能在室內(nèi)使用。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在我們有了更完整的剩余電流裝置，我們準(zhǔn)備有效的路徑，使街道照明達(dá)到相關(guān)的安全要求。在低壓配電系統(tǒng)中，與帶電導(dǎo)體之間的短路相比，防雷接地故障相對容易破壞。最常見的原因是雷電接地故障引起的間接電接觸沖擊。然而，由于防雷接地系統(tǒng)的預(yù)防措施和要求不同，因此由于防雷接地故障引起的間接接觸保護(hù)非常困難。

3.4 剩余電流斷路器的選擇

原始保護(hù)無法確認(rèn)“新標(biāo)準(zhǔn)”確認(rèn)要求，并且非常敏感的接地故障開關(guān)（通常額定泄漏電流為幾十毫安到幾百毫安），動作非常快（動作時(shí)間為零點(diǎn)幾秒鐘到幾秒鐘。）它可以在街道照明系統(tǒng)中可靠地使用。但通過多年的實(shí)踐，我們認(rèn)為只要安裝范圍進(jìn)行嚴(yán)格控制，剩余電流斷路器保護(hù)路面系統(tǒng)運(yùn)行才會是比較正常的運(yùn)行。

目前廣泛使用的剩余電流斷路器由電力供電。通常通過剩余電流斷路器的電流的矢量和為零（理論上為零，實(shí)際上是具有小值的正常故障電流）。如果線對地故障，當(dāng)設(shè)備通過泄漏或介質(zhì)擊穿接觸活體時(shí)，檢測到剩余電流斷路器并且每相的電流矢量不為零，只要該值大于額定故障電流斷路器中的值，斷路器就會快速打開故障電路。

3.5 路燈TT防雷接地系統(tǒng)

非PE本地TT系統(tǒng)用于為輸出斷路器電路增加300mA漏電保護(hù)，所有桅桿、燈桿必須牢固地連接到底座鋼板上，作為雷電接地電極、電阻防雷接地，是否有要求進(jìn)行測試，防雷要求必須增加地面、防雷和接地的設(shè)備安裝，并有效實(shí)現(xiàn)路燈防雷接地處理，保證市政電氣工程的安全穩(wěn)定性的運(yùn)行，為城市正常秩序提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保證，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)論

綜上所述，在市政電氣安全問題上，重點(diǎn)是大多數(shù)電氣防雷設(shè)計(jì)的預(yù)防，防控是解決問題的良好開端，特別是最常見的電氣防雷和接地問題，還要考慮綜合因素，注重設(shè)計(jì)過程并嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣才能在運(yùn)行期間或特殊情況下保證電氣系統(tǒng)的安全，才能有效提升市政工程的安全等級，為保證城市生活的良好進(jìn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保證，實(shí)現(xiàn)市政電氣設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展，滿足人們多樣化的需求和社會發(fā)展的需要，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步。

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