殷兆海
（宁夏电力公司吴忠供电公司，宁夏 吴忠 751100）
【摘要】配电网是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的重要环节，由架空线或电缆配电线路、配电所或配电变压器、断路器、补偿电容、各种开关、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等组成，除因电网结构薄弱、停电检修、拉闸限电等因素会导致配电网供电可靠性下降外，雷击也是造成配电网供电可靠性下降的一个重要因素。在直击雷和感应雷等的影响下，容易造成配电线路及配电设备的损害。因此，做好防雷减灾工作，是适应社会经济发展，保障人民生命财产安全的迫切需要。
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关键词 配电系统；雷电防护；供电可靠性；社会效益；用电安全；设备损害
0 引言
据初步分析，雷电灾害造成的经济损失主要发生在城市和电力、石化、通信等行业部门，雷击人身伤亡事故主要发生在农村地区，而防雷装置不完善和防雷意识淡薄是造成雷电灾害的主要原因。雷电灾害已成为危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的一大气象灾害。做好防雷减灾工作，不仅是安全生产不可缺少的重要环节，也是建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会的重要保障。
1 直击雷的防护
提起防雷，人们马上就会想到避雷针、避雷网（带）、引下线及地网，有了这些并不意味着咱们的设备就安全了，这只不过是解决雷击时不使强大的雷电直接击中处于地表面较高位置的设施和设备（目前城市中因感应雷而造成的损失远比直击雷造成的损失大）。但是采取首先防直击雷的措施是必要的。当雷发生时产生瞬间放电，此时放电通道将产生 6000℃~10000℃以上的高温，雷电电流可达 200~300 千安，在其周围空间产生瞬变的强电磁场。场内所有导电物体上均感应出很高的电动势。雷击时还将产生震动及声光效应。可见雷击时它的能量是多么强大。
通常人们在防直击雷时采用避雷针、避雷网（带）等作为接闪器，用引下线将雷电电流引入大地，以地网来快速分散雷电流。至于接闪器的高度（视其被保护对象而定）、引下线的根数（视其被保护面积等来定），地网要求（根据实际需求来定）以上种种，国家均有强制性执行规范。
此外，直击雷不只在装有避雷针、避雷网（带）之上发生，凡处在地表表面的凸出物比如高（低）压输电线、电话线、电视接收天线、电杆、旗杆、树、竹等均属直接引雷入地的良导体（避雷针其实称它为引雷针更恰当）。直接雷在引下线上产生的强电流在其周围感应出强磁电场。另外在离它很近的有导电性能的金属管道、电子、电器设备、有源、无源导体（人也包括其中），将会与泄流装置之间产生一定的电位差，发生放电现象（这就是人们常说的“电压反击”），这时设备或人均容易受损和伤亡。雷电流引入大地时（因为大地是分散雷电流的良导体）引入点电位很高，因土壤中又存在一定土壤电阻率，那么在土地的不同点就相应产生了电位差，（我们称它为跨步电压），可见离雷电入地点越近地电压越高，雷击时人绝不可离它太近或在近处走动。
所以，对直击雷的防护措施，首先，应根据需保护的建（构）筑物或装置等重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按照有关防雷规范，正确划分为三类。其次，根据规范对各类防雷建（构）筑物或装置的不同要求，选择合理的接闪器（针、网、带）类型和高度、引下线的截面积、间距及数量、接地装置的结构和达到设计要求的接地电阻。均压环的设置及距离、等电位连接、防高电位反击的距离等措施，这样一来就形成较为全面的直击雷防护措施。
2 感应雷的防护
感应雷击是由于雷电引起的静电感应和雷电电磁脉冲通过电源供电线路，室内外信号数据传输线、天馈线进入机房的各种管道、电缆进入电子信息系统，击毁各类用电设备和微电子芯片，使设备遭到永久性损失。
防御雷电引起的静电感应和电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网，它利用的是法拉第笼原理。建筑物的金属结构物遍及各处，不用很多钢材就可很容易连接起来形成法拉第笼，从而建筑物内的电子设备得到很好的屏蔽。屏蔽做得好，不仅能防御空间电磁波的辐射，而且还可使建筑物内部的分流和均压达到最佳效果。这里要说明，屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不同，因此，有的要求仅对设备本身做屏蔽，有的要求在设备与设备之间做屏蔽，还有的要求在机房做屏蔽。正因为这个问题的重要，所以1995年国际电工委员会建筑物防雷分委会（IEC/TC-81）在《雷电电磁脉冲的防护》的标准中提出了防雷保护区的概念。
因此，防御雷电引起的静电感应和电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处，雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上，所以外墙处的电流密度大，电磁场强。因此，建筑物中的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙，最好设置在建筑物的中心部位，如电梯井在中心部位，可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆（或同轴电缆）。在一些有特殊要求的线路电源侧，还应加装电涌保护器、隔离变压器、稳频、稳压以及滤波等装置。
防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格。电子系统的低频信号工作接地应采用单点接地系统，在整个建筑物内应为树干式结线布置。各层或各段的低频信号工作接地均应直接接到单点接地板上，不得形成环路。单点接地系统不应与用作防雷引下线的柱子平行，以防强磁场干扰。由于是利用建筑物结构钢筋作屏蔽，因此必须采用综合共同接地方式，即将防雷接地、电源的工作接地、各种装置的外壳、铁管外皮和高频电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础上或室外接地装置上。各层单点接地系统的区域接地板或终端接地板如需要与综合共用接地系统的装置接地板连接，应在它们之间加装不大于直流300V的放电管或压敏电阻。综合共用接地的电阻一般应在1欧姆以下，对于特殊的电子设备，可在0.5欧姆以下。确定接地电阻时，应考虑各种设备对接地电阻值的要求，在所要求的各种阻值下，应取最低值。
在低压220/380V供电系统中，应采用三相五线（TN-S）系统，以便于装置接地（PE）线和中性（N）线分开，PE 线应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲，建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入，所用电缆应为铠装电缆或同轴电缆且外皮两端均要接地。
3 球形雷的防护
就防护球雷措施而言，最好是笼式避雷网，如果达不到笼式避雷网条件，就在建筑物的门窗上安装金属纱网并接地；堵好建筑物墙面上不必要的孔洞；烟囱与出气管上口均要加装铁丝网并接地；储存或损伤易燃易爆物体的仓库和厂房的烟囱和放气管应加装阻火器并接地。对高大树木下的重要建筑物尤其要采取防护球雷的措施。
4 等电位联接防护
等电位联接：（包括简单可靠的金属性连接和 SPD 瞬态均衡电位连接）是将雷电侵入的“路”断掉，使其不对内部设施造成损坏。等电位连接是将各类电气、电子信息设备和分开的导电装置用等电位连接导体连接，以减少装置所在建筑物金属构件与装置之间（下转第307页）（上接第273页）或装置与装置之间因雷电产生的电位差。利用钢筋混凝土结构的建筑物所有金属构件的多重连接，建立一个三维的连接网络是实现等电位连接的最佳选择。任何器件之间的电位差均衡到它们可以接受的程度，则永远不会被电击穿损坏。
5 结束语
总之，防雷工作是一件十分重要的工作，而且是个系统工程，近年来越来越被人们所重视。通过对防雷技术的分析，对日后配电工程防雷设计应用具有一定的参考价值。
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参考文献
［1］苏邦礼．雷电与避雷工程[M].广州：中山大学出版社，1996．
［2］陈渭民．雷电学原理[J]．北京：气象出版社，2003．
［责任编辑：许丽］