對民用住房低壓配電系統(tǒng)防雷的研究

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摘要：本文主要是結(jié)合筆者多年從事雷電防護(hù)工作和設(shè)計(jì)審核工作的經(jīng)驗(yàn)，就當(dāng)前民用住宅低壓配電系統(tǒng)的雷電過電保護(hù)措施方面值得大家關(guān)注的幾個(gè)問題提出分析和探討。

　　關(guān)鍵詞：民用住房；低壓配電系統(tǒng)；防雷

　　目前，從電源方面侵入雷電過電壓導(dǎo)致事故例子趨于增多，輕則導(dǎo)致電子機(jī)械化設(shè)施、設(shè)備出現(xiàn)失靈，重則電子機(jī)械化設(shè)施、設(shè)備被燒壞，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致人員傷亡，特別是民用中的電器、辦公或生產(chǎn)生活所用的設(shè)備、電腦互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等方面的事故尤為顯著。歸根結(jié)底，主要是低壓配電裝置的防雷擊過電壓系統(tǒng)構(gòu)建不完善所引發(fā)的。

　　1、應(yīng)注意的幾個(gè)方面

　　1.1防直擊雷設(shè)備和低接地電阻并不能完全有效的保證民用建筑配電的防雷安全大多數(shù)人都認(rèn)為，只要做好民用建筑的防直擊雷設(shè)備，并把配電裝置的接地電阻值做的充足小，民用建筑配電系統(tǒng)的防雷就可以暢通無阻了。實(shí)際情況并不是這樣的，主要因?yàn)椋?/p>

　?。?） 民用建筑物的防直擊雷設(shè)備是與建筑物合二為一的，它并不能降低建筑物的雷擊頻率，更不能保證建筑物避免雷擊，僅僅是給雷電流提供一個(gè)釋放通道而已。另外，當(dāng)雷電直接擊中民用建筑物防雷設(shè)備時(shí)，由于其所用時(shí)間是相當(dāng)短暫的（只有幾十微秒）、電流過大，因此強(qiáng)電流的瞬間激發(fā)效應(yīng)十分強(qiáng)大，產(chǎn)生超強(qiáng)的LEMP（雷電電磁脈沖）反而會(huì)對民用建筑附近的線路、設(shè)施、設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，可能引起高電壓損壞設(shè)施、設(shè)備或配電裝置等。

　?。?）我們從接地的原理研究中可以找出結(jié)論，雷電擊中大地或接地體的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致低電位上升。因?yàn)榕潆娧b置變壓器的低壓中性點(diǎn)在遠(yuǎn)處是直接地的，這種“電位上升”將通過接地導(dǎo)入線、防雷器連接裝置等其它連接載體進(jìn)入到民用建筑物體內(nèi)，波及附近的電子裝備，并順著電力線以波阻向遠(yuǎn)處傳播，會(huì)對設(shè)施、設(shè)備產(chǎn)生共振性干擾或破壞設(shè)備的絕緣。

　?。?）這種“電位升”有的時(shí)候可以形成比較高的電壓值，首先會(huì)對民用建筑附近接地的裝置、人或設(shè)施、設(shè)備產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，對有兩個(gè)設(shè)施分別接地的一個(gè)設(shè)備，設(shè)備內(nèi)體也許可能會(huì)出現(xiàn)拉弧的現(xiàn)象，燒毀電路，稱之為地電位反擊。其次在接地極的中心體系附近還會(huì)有危險(xiǎn)的電位梯度，也就是所謂的禁止領(lǐng)域，這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的跨步電壓，導(dǎo)致人身受到攻擊。

　　1.2 民用建筑屋面用電裝置電源線路的防雷電波入侵一定要重視隨著我國科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，冷卻水塔、信號燈、建筑照明燈、風(fēng)機(jī)等大量建筑附屬裝置的配套設(shè)備被廣泛的應(yīng)用，太陽能電熱器更是以其低耗、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)越性日益受到民用住房的青睞，但對于這些設(shè)備伸出到屋面的延伸線路和電源線路的防雷電波侵入問題應(yīng)該得以重視，因?yàn)椋?/p>

　　（1）這些設(shè)備大部分安裝在屋面，金屬構(gòu)件比繁雜且與大地相互融合，本身就很可能成為雷擊的重要目標(biāo)，即使處于房屋頂端避雷針或避雷帶能夠涉及的范圍之內(nèi)，也存在遭受雷電繞擊的可能性，不能合理高效的避免雷電直擊，控制線路和電源線路引入雷電波侵入可能性是非常高的。

　?。?）由于這些設(shè)備、設(shè)施其導(dǎo)入電路的微電子技術(shù)成份比較多，耐受雷擊及其電磁效應(yīng)的能力是有限的，對雷電過電壓及其電磁效應(yīng)的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)就相當(dāng)高，需要構(gòu)建合理高效的攔截平臺、屏蔽機(jī)制、接地信號、分流和等科技技術(shù)措施來加以保護(hù)，而現(xiàn)實(shí)是大部分人都認(rèn)為只要使這些設(shè)備處于房屋頂端避雷針能夠保護(hù)的范疇之內(nèi)就高枕無憂了，忽視了屏蔽機(jī)制、分流和電位等配套保護(hù)機(jī)制的采用。

　　1.3埋地引入的電線、電纜也具有引入防雷電波入侵的可能性大多數(shù)人認(rèn)為地下電線、電纜既然埋于地下，不同于架空電線那樣高掛于地面，應(yīng)該不再受到雷擊。可現(xiàn)實(shí)情況不是這樣的，由于雷擊規(guī)律的強(qiáng)化作用，雷擊埋于地下電線、電纜的事故依然時(shí)有發(fā)生，重點(diǎn)是在高土壤電阻率地區(qū)，地下電線的雷擊幾率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于附近地區(qū)。通常，雷擊地下電線、電纜有以下幾種形式：

　　（1）雷電可以把地層表面擊成一個(gè)深坑從而直接擊中地下光纜，首先會(huì)造成光纜絕緣層被擊穿或者直接被切斷、引入大電流等隱患，其次大量電流會(huì)沿光纜的金屬層面入侵民用住房內(nèi)。

　?。?）雷擊周面范圍大地、高層建筑、樹木時(shí)會(huì)導(dǎo)致地面電位上升（如上所述），這種“電位上升”會(huì)把地層表面擊穿，形成從雷擊部位到周邊地下光纜的電弧通道，對周邊的光纜產(chǎn)生放電現(xiàn)象，通常是指光纜引雷現(xiàn)象，這種現(xiàn)象往往會(huì)造成光纜、電纜的絕緣層面被擊中、光纜、電纜被電流直接切斷或引起光纜、電纜短路等突發(fā)性事件，同樣會(huì)引起如如上所述的大電流侵入。在施工過程中通常對光纜、電纜引雷的范圍作大致的評估，其公式一般如下：雷電流，KAP：土壤電阻率，ΩmK：常數(shù)，P≤100Ω。m時(shí)，取0.056，P≥1000Ωm時(shí)，取0.04。由此可見，對民用住房配電系統(tǒng)來說，即使采用地下光纜、電纜的導(dǎo)入，也還存在很多問題，必須要結(jié)合民用住房附近的實(shí)際情況加以分析和妥善處理。

　　2、結(jié)束語

　　民用住房配電系統(tǒng)的雷電體系是一項(xiàng)系統(tǒng)性、復(fù)雜性的工程，牽涉的方面比較廣泛，做好前期預(yù)防、雷擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)計(jì)是首要的，科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)是防治點(diǎn)擊的基礎(chǔ)，優(yōu)良的施工流程才是基礎(chǔ)保證。