电气施工防雷接地技术

孙树辉

（大连市长兴岛经济区气象局，辽宁 大连 116318）

随着电网的发展，输电线路雷击跳闸和停电事故也日益增多。据电网故障分类统计显示，我国跳闸率较高的地区，因雷击事故频繁运行的高压线路在总跳闸次数中约占50%～70%，特别是在多雷、高土壤电阻率和复杂地形的山区，由雷击引起的输电线路事故率较高，对电网安全构成巨大威胁，造成损失。为保证输电线路防雷设施的可靠性，各杆塔一般都设有接地装置，并与地线连接牢固，使冲击地线或塔顶的雷击电流通过较低的接地电阻排入地面。降低杆塔接地电阻是提高杆塔耐雷水平、降低雷击跳闸率、减少雷击事故最有效、最经济的方法。本文论述了防雷接地技术的有关内容。

1 防雷接地的含义

为了使闪电迅速地引线接地，以防止闪电伤害为目的的接地称为防雷接地。防雷接地的主要功能是保证人身和财产的安全。多点接地、多次接地和就近接地是防雷接地的基本原则。根据其功能和要求，接地可大致分为工作接地、保护接地和防雷接地三大类。

1.1 工作接地

工作接地是为电路正常工作提供的参考电位。当参考不接地时，它被视为相对零电位。这种相对零电位会随着外部电磁场的变化而变化，从而导致电路系统的不稳定性。当参考电压接地时，参考电压被认为是地球的零电位，不会随着外部电磁场的变化而变化。根据电路的性质，工作接地分为信号接地、模拟接地、数字接地、直流接地、交流接地、电源接地、屏蔽接地、设备接地、系统接地等，工作接地的目的是保证电气设备在工作或事故时的可靠运行，以便降低人体接触功率，迅速切断故障设备或线路，从而降低电气设备和输电线路的绝缘水平。

1.2 保护接地

保护接地也叫安全接地。保护接地是指电气设备的金属外壳或框架通过接地装置直接与地面相连，其目的是为了防止设备电金属外壳因绝缘损坏或其他原因引起的触电危险。在中性点不接地系统中，如果电气设备不采取保护接地措施，一旦设备绝缘某处损坏，外壳将带电。与此同时，由于存在线和地球之间的电容，当人体接触电气设备绝缘损坏的外壳，会有被电击的危险。相反，如果安装接地装置，接地电流将同时沿接地体和人体流动。流过人体的电流与接地电阻成正比，当接地电阻极小时，流过人体的电流不会对人体的生命安全构成威胁，。

1.3 防雷接地

接地是为了使雷电浪涌电流和输入大地，从而避免被保护对象受到直击雷或感应雷的浪涌过电压和过电流，建筑物及相关电气设备、线路和网络中不带电的金属部件，以及所有如水等，燃气管道及防雷接地装置的金丝性能。防雷接地装置包括避雷针、带、线、网、地线引下线、接地汇流线、接地体等。

2 防雷接地

接地装置是防雷装置的重要组成部分。例如，常用的避雷器、避雷针(网)等都需要接地。在接地电阻满足要求的前提下，除独立避雷针外，防雷接地装置可与其他接地装置配套使用。防雷接地装置的材料一般比其他接地装置的材料大，使用前应检查其热稳定性。

2.1 接地电阻值和冲击换算系数

防雷接地电阻通常是指冲击接地电阻，按防雷类型和施工类型划分。如独立防雷接地电阻一般不大于10 Ω；对于附着挑线的山旗每根引下线的冲击接地电阻也一般在10 Ω 以下，但对于那些不太重视的第三类建筑可放宽限制至30 Ω。同时感应防雷装置的工频接地电阻不大于10 Ω。防雷侵入波接地电阻，根据侵入波的种类和防雷等级，冲击电阻应在5～30 Ω，其中阀型避雷器接地电阻应在5～10 Ω。由于雷电电流很大，当放电能穿透土壤时，相当于增大了接地体的放电电流面积，从而减小了接地电阻的冲击，所以打击电阻一般不等于工频接地电阻，但均小于工频接地电阻。土壤电阻率越高，雷击电流越大；接地线和接地体越短，冲击电阻越低。冲击换算系数为工频接地电阻与冲击接地电阻之比，即KA=RA/RI。冲击换算系数按图纸表计算。如果是环形接地，当其周长的一半大于或等于有效长度时，取冲击换算系数KA=1。

2.2 步电压抑制

为防止步进电压对人身造成伤害，防雷接地装置与建筑物、建筑物出入口、人行横道之间的距离应大于或等于3 m。当小于3 m时，可以采取以下补救措施：一是水平接地体部分埋深在1 m以上；二是水平接地体部分覆盖绝缘；三是铺地体以上2 m宽，厚度50～80 cm的沥青路面；四是可埋置有边或其他类型的均匀压带。

2.3 变电站防雷的具体措施

首先，采用正确的接地和屏蔽方式，增加浪涌保护器。由于电子信息技术的发展，目前变电站普遍采用自动系统防雷装置，既有数字电路又有模拟电路，因此在运行过程中必须将二者分开，防止相互干扰和对设备的损坏。例如，微机保护装置和自动控制系统下的通信信号线最好采用带屏蔽层的双绞线屏蔽电缆，并尽量与强线分开安装，以保证电缆屏蔽层接地始终只有一点。同时，在变电站的静电放电、开关操作和雷电放电过程中，可能会产生暂态浪涌过电压，导致设备加速物理老化。因此，可以采用等电位原理，通过安装浪涌保护器来保护浪涌，有效地保护变电站设备不受浪涌的破坏。二是避雷针、避雷针和避雷器的使用。雷击后，可采用截击的方式，引导雷击改变接近地面的方式。小变电所采用防雷保护，大变电所采用避雷针和避雷线的形式进行防雷保护，排水箱的接地装置比小变电所的要求更严格。我国使用的主要避雷器是金属氧化物避雷器。它能有效地将侵入变电站的雷电波降低到电气设备绝缘强度的允许范围内，从而保护变电站免受雷击。

3 结论

简而言之，防雷接地问题非常复杂，涉及面广。防雷接地系统是否良好、可靠与否，关系到人们的生命和财产安全。为最大限度地减少雷击造成的损失，要求工程建设单位在工程规划设计前期严格执行国家有关防雷接地规范的要求，从综合防雷的角度出发，从各种可能的防雷引种方式出发进行规划、设计和施工，从源头上保证整个项目防雷和接地系统的安全全面运行。