對民用住房低壓配電系統(tǒng)防雷的研究

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摘要：本文主要是結合筆者多年從事雷電防護工作和設計審核工作的經驗，就當前民用住宅低壓配電系統(tǒng)的雷電過電保護措施方面值得大家關注的幾個問題提出分析和探討。

　　關鍵詞：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致事故例子趨于增多，輕則導致電子機械化設施、設備出現失靈，重則電子機械化設施、設備被燒壞，嚴重時導致人員傷亡，特別是民用中的電器、辦公或生產生活所用的設備、電腦互聯(lián)網系統(tǒng)等方面的事故尤為顯著。歸根結底，主要是低壓配電裝置的防雷擊過電壓系統(tǒng)構建不完善所引發(fā)的。

　　1、應注意的幾個方面

　　1.1防直擊雷設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人都認為，只要做好民用建筑的防直擊雷設備，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。實際情況并不是這樣的，主要因為：

　?。?） 民用建筑物的防直擊雷設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釋放通道而已。另外，當雷電直接擊中民用建筑物防雷設備時，由于其所用時間是相當短暫的（只有幾十微秒）、電流過大，因此強電流的瞬間激發(fā)效應十分強大，產生超強的LEMP（雷電電磁脈沖）反而會對民用建筑附近的線路、設施、設備產生一定的影響，可能引起高電壓損壞設施、設備或配電裝置等。

　?。?）我們從接地的原理研究中可以找出結論，雷電擊中大地或接地體的時候，會導致低電位上升。因為配電裝置變壓器的低壓中性點在遠處是直接地的，這種“電位上升”將通過接地導入線、防雷器連接裝置等其它連接載體進入到民用建筑物體內，波及附近的電子裝備，并順著電力線以波阻向遠處傳播，會對設施、設備產生共振性干擾或破壞設備的絕緣。

　?。?）這種“電位升”有的時候可以形成比較高的電壓值，首先會對民用建筑附近接地的裝置、人或設施、設備產生旁側閃絡，對有兩個設施分別接地的一個設備，設備內體也許可能會出現拉弧的現象，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有危險的電位梯度，也就是所謂的禁止領域，這個領域內可以產生強烈的跨步電壓，導致人身受到攻擊。

　　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技術和國民經濟的不斷發(fā)展，冷卻水塔、信號燈、建筑照明燈、風機等大量建筑附屬裝置的配套設備被廣泛的應用，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該得以重視，因為：

　?。?）這些設備大部分安裝在屋面，金屬構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，即使處于房屋頂端避雷針或避雷帶能夠涉及的范圍之內，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。

　　（2）由于這些設備、設施其導入電路的微電子技術成份比較多，耐受雷擊及其電磁效應的能力是有限的，對雷電過電壓及其電磁效應的防護標準就相當高，需要構建合理高效的攔截平臺、屏蔽機制、接地信號、分流和等科技技術措施來加以保護，而現實是大部分人都認為只要使這些設備處于房屋頂端避雷針能夠保護的范疇之內就高枕無憂了，忽視了屏蔽機制、分流和電位等配套保護機制的采用。

　　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人認為地下電線、電纜既然埋于地下，不同于架空電線那樣高掛于地面，應該不再受到雷擊。可現實情況不是這樣的，由于雷擊規(guī)律的強化作用，雷擊埋于地下電線、電纜的事故依然時有發(fā)生，重點是在高土壤電阻率地區(qū)，地下電線的雷擊幾率要遠遠高于附近地區(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深坑從而直接擊中地下光纜，首先會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，其次大量電流會沿光纜的金屬層面入侵民用住房內。

　?。?）雷擊周面范圍大地、高層建筑、樹木時會導致地面電位上升（如上所述），這種“電位上升”會把地層表面擊穿，形成從雷擊部位到周邊地下光纜的電弧通道，對周邊的光纜產生放電現象，通常是指光纜引雷現象，這種現象往往會造成光纜、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，P≤100Ω。m時，取0.056，P≥1000Ωm時，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、電纜的導入，也還存在很多問題，必須要結合民用住房附近的實際情況加以分析和妥善處理。

　　2、結束語

　　民用住房配電系統(tǒng)的雷電體系是一項系統(tǒng)性、復雜性的工程，牽涉的方面比較廣泛，做好前期預防、雷擊風險預計是首要的，科學的規(guī)劃設計是防治點擊的基礎，優(yōu)良的施工流程才是基礎保證。