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低压成套配电系统防雷方案
作者:电气成套
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发布时间:2019-08-21
低压成套配电系统防雷方案
一、概
述
在雷电环境下,建筑物低压配电系统存在雷电流引入风险,会造成用电设备损坏。为减少雷电灾害,结合建物防雷规范要求,提出如下防雷方案。
二、
雷电灾害
雷电是带电雷云对雷云或地面放电的物理现象。雷电灾害主要包括直击雷、雷电静电感应、雷电磁脉冲等多个方面。
具体解释说明如下:
l 雷电静电感应:
雷电感应是指当天空有带电的雷云出现时,雷云下金属线路、金属物等,由于静电感应的作用而带上与雷云相反的电荷。当雷击发生后,雷云电荷通过闪击迅速消失。金属线路上的感应电荷沿线路传播,造成设备的线路端口出现瞬时过电压。金属物上的感应电荷,若不能及时消失,将会出现对外放电现象,形成火花。
l 雷电磁脉冲:
雷电磁脉冲是指由于雷电流有极大的峰值和徒度,雷电闪击瞬间,在所发生区域内,瞬时形成雷电磁场。在变化的雷电磁场作用下,区域内所有金属线路感应形成瞬时雷电流。若雷电流侵入到供电线路、通讯线路中,将会造成设备的线路端口出现瞬时过电压。
进入建筑物之前的低压配电系统线路(包括高压线、低压线两个部分),受到直击雷、雷电静电感应、雷电磁脉冲的影响,使得低压配电系统线路引入雷电流。进入建筑物之后的低压配电系统线路,有建筑物的防直击雷保护与建筑物的电磁屏蔽保护,受雷电影响较小。
三、基本防雷措施
依据国家《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-94)(2000年版),针对电气设备及电子信息化系统,提出如下基本防雷措施:
1. 建筑物防雷:按照第二类防雷建筑物的防雷措施要求设计、安装。
2. 建筑物屏蔽:将建筑物所有金属构件全部电气连接,形成法拉第笼式结构。
3. 共用接地:防直击雷、防雷电感应、电气设备、信息系统等共用同一个接地装置。
4. 等电位连接:进入建筑物的金属导电物(供电线路、通讯线路、金属管道等),在建筑物防雷分区的界面处,与接地系统做等电位连接。
5. 机房设置与合理布线:机房及贵重电气设备应设置在建筑物顶楼层下数第四层以下,越低越好。建筑物内设备与线路安装位置,应与外墙保持一定距离,供电线路、通讯线路须平行敷设,各线之间必须保持一定距离。
6. 线路屏蔽与接地:在户外埋地或架空敷设的供电、通讯金属线路,宜采用屏蔽线,屏蔽保护层至少在两端接地。在户内外敷设的用于屏蔽线路的金属管、金属槽,必须电气连通,并至少在两端接地。
7. 安装避雷器:避雷器(也称:电子避雷器、电涌保护器、过电压保护器、防雷器、SPD等)可抑制供电、通讯线路引入的雷电流或工业浪涌,避免设备过电压损坏。
四、低压配电系统
防雷设计
电源避雷器原理:在电源线与地线之间连接非线性元件,在电源线路引入雷电流时,非线性元件短路,将电源线路的雷电流释放入地。
电源避雷器每次释放雷电流的大小取绝于①电源避雷器的
启动
电压;②电源避雷器的响应时间;③电源避雷器的保护水平;④地线的冲击阻抗;⑤电源避雷器驳线冲击阻抗等,安装一组电源避雷器只能释放绝大部分低压电源线路引入的雷电流,安装多组电源避雷器,多次释放雷电流,到达设备端口的雷电流才能更小。参考如下示意图:
低压配电系统防雷保护方法如下:
1. 建筑物总电源配电柜,安装A类电源避雷器,作为电源线路第一级防雷保护;
2. 建筑物二次电源配电柜(箱),安装B类电源避雷器,作为电源线路第二级防雷保护;
常见低压配电系统的避雷器安装设计如下:
1.TN-S方式,避雷器安装设计
TN-S是三相五线配电方式,在变压器低压端,采用五芯电源线(或铠装四芯电源线)将低压电源引入建筑物,电源地线(或铠层)与建筑物地线连接,作为保护地线(PE)。电源避雷器安装如下图:
2.TN-C方式,避雷器安装设计
TN-C是三相四线配电方式,在变压器低压端,采用四芯电源线将低压电源引入建筑物,建筑物地线引出保护地线(PE),电源零线与建筑物地线连接(零线重复接地),电源避雷器安装如下图:
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