浅谈防雷装置及接地常用降阻措施

谢娟

摘要：雷电是一种自然现象，对建筑物和电力系统的损坏非常巨大，雷电在放电过程中产生高电压和大电流，对电力设备的绝缘产生了巨大的影响。对于不同的雷电形式，采取的防御措施也各不相同。而变电站的接地主要是为了安全考虑而设计的，接地的合理性决定了人身和电气设备的安全。本文主要就目前现有的防雷装置和接地常用降阻措施进行探究。

关键词：防雷；装置；降阻措施

变电所防雷装置种类繁多，但是常用的防雷装置主要有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带以及避雷器比较常见，避雷针主要是对整个变电站的建筑物实施防雷，避雷线主要是对高压输电线路以及进出变电所的线路实施防雷保护，而避雷网和避雷带也同样是对建筑物防雷，避雷器主要对电力设备实施防雷保护的。

一、防雷装置探究

无论哪种防雷装置，总体上都是由三大部分组成分别称为接闪器、引下线和接地装置三部分。接闪器主要是接受雷击的部件，一般突出于建筑物或建筑物的金属屋顶都可做接闪器，主要是把雷电引向自身，通过自身放电保护周围建筑物的，例如避雷针、避雷线、避雷网和避雷带突出上面的部分都称为接闪器。引下线主要作用是通过雷电流，保证雷电流通过时不至于融化引下线，一般用直径不小于10mm的圆钢或截面不小于80mm2 的扁钢制成。接地装置指的是埋在地下的部分，防雷装置的接地装置与一般的接地装置基本相同，所不同的是防雷装置的接地体更大。

1、避雷针

避雷针也称为引雷针，主要是把雷电引向自身，通过自身放电保护建筑物，避雷针高于被保护建筑物，避雷针保护建筑物的大体范围。一般称避雷针的保护范围为伞状保护，避雷针在雷云的作用下，其顶端电场强度最大，所以吸引雷电流过来通过避雷针放电，之后通过引下线和接地体把雷电流泄入大地，保护建筑物安全。

2、避雷线

输电线路由于在电力系统中占据重要的地位，一旦电力线路出现故障，造成重大的经济损失和设备的损坏。避雷线的保护范围比避雷针略小一些，避雷线也需要接地，所以称为架空地线。避雷线主要用于架空高压重要输电线路的直击雷防护。

3、避雷带和避雷网

避雷带和避雷网安装于建筑物的突出部分，如屋脊，或者建筑物的边缘部分，如屋檐，对于建筑物实施防雷保护，也需要通过接地装置与大地做良好的电气连接。

4、避雷器

虽然避雷针和避雷线有效的防止了直击雷的作用，可是由于输电线路较长，还是可能会有雷电侵入波进入变电所危及变电所内的电气设备的安全，避雷器主要作用是对电力设备实施防雷保护，避雷器在没有雷电时，也就是系统正常工作时，避雷器相当于断开的回路，并不导通，只有当雷电的过电流或过电压侵入时，才会使避雷器的火花间隙被击穿，从而导通，把雷电的过电流泄露到大地中去，使其对地放电，保证电力设备的安全，而雷电流过后，即放电结束后，避雷器会自行断开，恢复初始状态，电力系统自动恢复到正常运行状态。

二、接地及常用的降阻措施

接地系统中主要包含两部分，分别称为接地体和接地线，接地体是指直接埋入土壤中的部分，而接地线指的是连接接地体和设备的部分。接地系统中包括接地干线和支线。把多个接地体组成的接地系统称为接地网。

大地在没有电流流过的时候通常被认为是零电位的，所以我们认为接地的时候电位为0，这也就是安全的电位，接地的概念就是指使接地装置始终保持零电位，也就保证了人身意外碰触设备外壳时的危险性。当然，也有一定的电阻率，流进大地的电流会沿着接地体呈球面的形状向四周扩散。系统采取良好接地的目的可以泄放故障电流，另外也可以防止接触电压和跨步电压触电，接触电压是指被保护设备外壳意外带电，而人不小心触及设备外壳造成的触电事故，而跨步电压触电指的是在接地体或意外垂到地面的导线附近行走时，两个脚之间形成的电位差，造成人身的触电，一般来说，超过接地体20m的位置认为电位为0。是安全的地方，不能靠近接地体20m以内的地方，所以接地体不能敷设到人或动物经常行走的位置。

1、变电站接地的分类

变电站接地比较常见的有三种分别为：工作接地、保护接地和防雷接地，有的详细划分也包括静电接地及防腐接地等等。

（1）工作接地：三相电力系统的连接方式有星形连接和三角形连接，当电源如果采用星形连接的时候，会有一个中性点的存在，中性点可以引出接地，也可以不接地。

（2）保护接地

把电气设备裸露的金属外壳通过接地线接入接地体，主要是为了人身安全而设置的，它在设备外壳故障时才发挥作用，正常运行时是对系统没有影响的。

（3）防雷接地

為了泄放雷电流而设置的接地体，防雷接地电阻值也不能过高，防止泄放雷电流的时候地电位的升高。

2、变电站接地装置的敷设要求

接地体和接地线构成了变电站的接地装置，对于接地体而言，主要包括两种，自然接地体和人工接地体。当自然接地体满足接地电阻的阻值要求和热稳定要求时，可以不专门装设人工接地体，自然接地体的好处是比人工接地体投资小很多，一般来说，建筑物埋设与地下的钢筋结构，埋设在地下的金属水管、井管等等，但是不能是输送可燃性或爆炸性的管道，当自然接地体不满足要求时，必须装设人工接地体。接地体内部的连接需要进行焊接以保证连接的可靠性。人工接地体一般采用圆钢或角钢，不能埋设在垃圾处或有腐蚀性场所的地方，如果不得不这样做，需要采用换土的方法来进行处理。同理接地线也分为人工接地线和自然接地线两种，选择的方法与接地体的选择类似。接地装置的埋设常见的有两种，垂直埋设的接地体和水平埋设的接地体。

3、降低土壤电阻率的措施

采用外引式接地装置：采用的具体方案是将接地体的位置引到接地电阻率较低的地方，如水库边、井边或大树等附近。或在水底敷设接地装置，降低电阻率。

降阻措施的选择不是单一的，在一套系统中，可以采用多种方法并用，把接地电阻降到理想的范围内。

结束语

本文介绍了常用的防雷保护设备的组成及原理，给出了防护方案，介绍了变电所接地设计中的基本概念及接地电阻的设计并给出了常用的降阻措施。但防雷还存在许多尚待完善的地方，如随着现代科技的发展，建筑自动化程度越来越高，对防感应雷的要求越来越高，单一的防雷技术远远不够的。随着科技的发展，随着人们对防雷技术的进一步重视，日后必将会出现更有效、更经济的防雷技术。

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