低壓配電柜受雷擊的分析與應(yīng)對(duì)方法

當(dāng)今社會(huì)，在眾多的低壓配電系統(tǒng)中，極大部分都是選用電桿架空線(xiàn)的方法進(jìn)行敷設(shè)，尤其是在特別偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村和人口密度極小的地方都選用這樣的架空方式，從而達(dá)到降低造價(jià)成本的目的。但是這種架空配電的方法是有一個(gè)缺陷的，在雷區(qū)極其容易受到雷擊。下面就由石家莊配電柜廠(chǎng)家德蘭電氣為大家就受雷擊出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象進(jìn)行分析。

一、事故的過(guò)程及現(xiàn)象

下面就事故的發(fā)生給大家舉個(gè)示例：某單位的低壓配電室，是選用從總配電房用水泥電桿架空1500m直接進(jìn)入配電室配線(xiàn)方法，在2014年9月的一次雷擊事故中，配電室內(nèi)總開(kāi)關(guān)和配電箱內(nèi)元器件均已被燒毀，從而進(jìn)一步造成總配電房總開(kāi)關(guān)跳閘。

二、事故原因分析

電氣設(shè)備受雷擊，大部分都是由直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波清儒、雷球等造成。過(guò)電壓使電氣設(shè)備的絕緣受到破壞是故障的主要原因。雷電過(guò)電壓在供電系統(tǒng)中所形成的的雷電沖擊電流，最高幅值可以達(dá)到幾十萬(wàn)安，產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值至少為幾十萬(wàn)伏，甚至最高可達(dá)百萬(wàn)伏，所以極具破壞性。從事故現(xiàn)場(chǎng)分析，造成事故的原因總共有以下三點(diǎn)。

1.架空進(jìn)戶(hù)線(xiàn)上需要裝設(shè)避雷器

南方受氣候影響多雷雨天氣，在空曠地方的架空線(xiàn)路極其容易受到雷擊。當(dāng)架空線(xiàn)受到雷擊后，如果在入戶(hù)線(xiàn)處沒(méi)有安裝避雷裝置，強(qiáng)大的雷電流和高壓就會(huì)加到配電裝置上，使設(shè)備的絕緣破損，造成短路事故。

2.配電柜安裝的位置不合理

配電柜距避雷器引下線(xiàn)和接地裝置太近。當(dāng)受到直擊雷時(shí)，巨大的雷電流流進(jìn)防雷裝置時(shí)會(huì)造成防雷裝置的電位升高，這樣的高電位同樣可以作用在電氣設(shè)備、電氣線(xiàn)路或其他金屬管道上，這三者之間會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。出現(xiàn)很高的反擊電壓使設(shè)備的絕緣破壞。而受到感應(yīng)雷時(shí)，由于雷電流的強(qiáng)大電廠(chǎng)和磁場(chǎng)變化產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，能在配電柜與引下線(xiàn)的金屬部件之間產(chǎn)生很高電位差造成電火花放電，把金屬燒熔。

3接地電阻不符合要求

工作人員從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)可見(jiàn)，整個(gè)接地網(wǎng)電阻超過(guò)30Ω。各種雷電保護(hù)裝置的接地良好與否，對(duì)被保護(hù)物的安全有著密切相關(guān)的聯(lián)系。對(duì)防雷接地來(lái)說(shuō)，其允許的接地電阻應(yīng)為5~30Ω。若接地電阻太高，不能迅速泄放雷電流，使防雷裝置對(duì)地產(chǎn)生高電壓，這樣也會(huì)造成嚴(yán)重的事故。

三、改善方法

從對(duì)系統(tǒng)故障情況分析可知，雷擊時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)電壓是造成設(shè)備損壞的主要原因。為了限制接地電位升高，避免配電裝置受到雷擊時(shí)過(guò)電壓，必須對(duì)配電系統(tǒng)采取一些預(yù)防和保護(hù)措施。

1.改善避雷線(xiàn)接地電阻。

（1）引下線(xiàn)必須多于兩根，并且沿建筑四周均勻和對(duì)稱(chēng)布置，它的間距必需小于18m。防雷接地、電氣設(shè)備接地應(yīng)該共用一個(gè)接地裝置。當(dāng)不共用時(shí)，兩者間在地中的距離應(yīng)符合下列表達(dá)的要求。但是需要大于2m。

（2）加大接地網(wǎng)的面積，深度接地體，與此同時(shí)利用化學(xué)降阻劑人工改善地電阻率。使系統(tǒng)的接地電阻在4Ω以下。

2.調(diào)整與避雷針引下接地線(xiàn)的距離，使配電柜與地線(xiàn)之間的空氣距離滿(mǎn)足：

式中：SK為空氣中距離，m；

RCH為獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻，Ω；

h為避雷針檢驗(yàn)點(diǎn)的高度，m。

式中：SC為地中距離，m；KC為分流系數(shù)。單根引下線(xiàn)為1，兩根引下線(xiàn)接閃器不成閉合換的多根引下線(xiàn)應(yīng)為0.66，接閃器閉合環(huán)或網(wǎng)狀的多根引下線(xiàn)應(yīng)為0.44.在共用接地裝置與埋地金屬管道相連的情況下，接地裝置應(yīng)圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。

四、改變架空進(jìn)線(xiàn)方法以防雷電波侵入

將低壓架空線(xiàn)路在進(jìn)戶(hù)前改換一段埋地金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿管埋地引入，它的埋地長(zhǎng)度需要符合下列公式的要求，但電纜埋地長(zhǎng)度需要小于15m。入戶(hù)端電纜的金屬外皮、鋼管應(yīng)與防雷的接地裝置相連。在電纜與架空線(xiàn)連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地、其沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。

式中：L為金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿管管埋于地中的長(zhǎng)度，m；p為埋電纜處的土壤電阻率，Ω·m。

五、結(jié)束語(yǔ)

在日常生活中為了防止雷擊事故，保證供電的正常運(yùn)行。應(yīng)采取必要的經(jīng)濟(jì)合理的防雷保護(hù)措施。對(duì)配電線(xiàn)路及配電線(xiàn)路上安裝的各種配電設(shè)備，根據(jù)具體條件和要求裝設(shè)相應(yīng)的防雷保護(hù)裝置。與此同時(shí)需要注意保護(hù)裝置的合理配電和避雷器的質(zhì)量，只有這樣才能盡可能的避免雷擊事故的發(fā)生。經(jīng)過(guò)對(duì)線(xiàn)路及配電設(shè)備的改造，可以有效降低被雷擊的概率，減少事故的發(fā)生，以此來(lái)達(dá)到保護(hù)電氣設(shè)備的重要作用。