电源系统雷电防护(浪涌防雷器）

1.雷电分流理论 GB 50057-94（2000） 《建筑物防雷设计规范》国家标准第六章、第 6.3.4条要求： 在 LPZ0A 与 LPZ1 区的界面处做等电位连接用的接线夹和电涌保护器， 应采用本规范附录六的附表 6.1～附表 6.3的雷电流参量估算通过它们的分流值。当无法估算时，可按以下方法确定：全部雷电流 i 的 50% 流入建筑物防雷装置的接地装置，其另 50%，即 is分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、通信线等设施。 流入每一设施的电流 ii 等于 is/n， n 为上述设施的个数。 流经无屏蔽电缆芯线的电流 iv 等于电流 ii除以芯线数 m，即 iv = ii/m（见图6.3.4-1） ；对有屏蔽的电缆，绝大部分的电流将沿屏蔽层流走。尚应考虑沿各种设施引入建筑物的雷电流。应采用以上两值的较大者。 GB 50057-94（2000） 《建筑物防雷设计规范》国家标准第六章、第6.4.7条要求： 在 LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处，在从室外引来的线路上安装的 SPD，应选用符合 I 级分类试验的产品。 应按本章第 6.3.4 条的规定确定通过 SPD 的 10/350μs 雷电流幅值。当线路有屏蔽时，通过每个 SPD 的雷电流可按上述确定的雷电流的 30% 考虑。 SPD 宜靠近屏蔽线路末端安装。 以上述得出的雷电流作为 Ipeak来选用 SPD。 2.高压电力线的防护 在雷电活动频繁、雷电强度大、雷暴日多的地区，当雷击建筑物附近的交流供电线路时，为了防止雷电沿电力线路侵入建筑，可按图 4－2 所示方法，对高压电力线以及变压器实施保护。 GB 50057-94（2000） 《建筑物防雷设计规范》国家标准第三章、第 3.3.8 条要求：在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下：当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引人时，宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器，当 Y，yno 型或 D，yn11 型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧采用电缆进线的情况下，宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器，在高压侧采用架空进线的情况下，除按国家现行有关规范的规定在高压侧装设避雷器外，尚宜在低压侧各相上装设避雷器。 实施方法： 1） 、可在距变压器 300-500m 的架空高压电力线上方，架设避雷线（架空地线）对电力线进线进行保护。该架空地线宜每杆接地一次，而且要单设接地体，勿用水泥杆内的钢筋做引下线和接地体。这样，与变压器高压侧的避雷器相配合，可以阻止雷电波造成损害，同时使雷电流在每杆入地，使其分流泄入大地。 2） 、为了更稳妥可靠，可在高压电力线终端杆的前一杆上，在每条相线上对地增装一组 HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器；在变压器的低压侧还要对地装一组HY1.5W-0.5/2.6 配电型无间隙氧化锌高压避雷器，除此之外尚应在每四杆增设一组跌落式熔断器。 。应当提起注意的是，每当落雷之后和雷雨季节到来之前，一定要仔细检查高压避雷器和接地线是否完好无损，以排除隐患。 3） 、如果高压电力线直接引入机房配电室，此时，从变压器高压侧起的一段应采用高压电力电缆进室，其长度至少 200m。架空高压线与高压电缆的连接处，应加装一组 HY5WS-17/50配电型无间隙氧化锌避雷器，并且高压电缆两端金属护层、钢带应分别妥善接地。在年雷暴日大于 20 日，大地电阻率高的地段，还应在电力电缆的上方，架设屏蔽线（排流线） 。   3.低压配电线路的防护 对于一类建筑物： GB 50057-94（2000） 《建筑物防雷设计规范》国家标准第三章、第 3.2.3 条要求：低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引人， 其埋地长度应符合下列表达式的要求，但不应小于 15m： l≥2  式中 l — 金属错装电缆或护套电缆穿钢管埋于地中的长度(m);     ρ— 埋电缆处的土壤电阻率(Ω.m)。 在电缆与架空线连接处，尚应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于 10Ω。   对于二类建筑物： GB 50057-94（2000） 《建筑物防雷设计规范》国家标准第三章、第 3.3.9条要求：   一、当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆金属外皮、金属线槽接地；对本规范第 2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，上述金属物尚应与防雷的接地装置相连。   二、本规范第 2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，其低压电源线路应符合下列要求：   1.低压架空线应改换一段埋地金属错装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引人，其埋地长度应符合本规范 (3.2.3)表达式的要求，但电缆埋地长度不应小于15m。入户端电缆的金属外皮、钢管应与防雷的接地装置相连。在电缆与架空线连接处尚应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于 10Ω。   2.平均雷暴日小于 30d/a 地区的建筑物，可采用低压架空线直接引人建筑物内，但应符合下列要求： ⑴ 在入户处应装设避雷器或设 2～3mm的空气间隙，并应与绝缘子铁脚、金具连在一起接到防雷的接地装置上，其冲击接地电阻不应大于 5Ω。 (2)入户处的三基电杆绝缘子铁脚、金具应接地，靠近建筑物的电杆，其冲击接地电阻不应大于 10Ω，其佘两基电杆不应大于 20Ω。   三、本规范第 2.0.3条一、二、三、八、九款所规定的建筑物，其低压电源线路应符合下列要求：   1.当低压架空线转换金属皑装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引人时，其埋地长度应大于或等于 15m，尚应符合本条第二款 1项的其它要求。   2..当架空线直接引人时，在人户处应加装避雷器，并将其与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。靠近建筑物的两基电杆上的绝缘子铁脚应接地，其冲击接地电阻不应大于 30Ω。 对于三类建筑物： GB 50057-94（2000） 《建筑物防雷设计规范》国家标准第三章、第 3.4.9条要求：   一、对电缆进出线，应在进出端将电绕的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器;避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于 30Ω。   二、对低压架空进出线，应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。   注意事项：   低压线路可采用直埋式低压电力电缆埋地引入机房，在机房入口处，应将电缆金属外护层、钢带直接与地网就近连通，电缆内芯线的两端应分别对地加装电涌保护器。采用非金属护套电力电缆，应将其穿金属管后，埋地引入建筑物，若不能直接埋地，起码金属管的两端，应分别接地网，金属管的全长之内，电气上应保持连续。   高压、低压线路上的避雷器和线路与地的连接点，变压器两侧避雷器连接点、接地点以及电缆的接地点，架空避雷线的接地，均应可靠的保持良好电气连通，而且要牢靠，以防事故。据调查发现，一些建筑物配电室的变压器公共接地端子松动，中性线接地端子螺栓不紧，避雷器上、下引线端子、入地点连接处不牢等现象多处发生，多为施工中不按规程，维护不认真造成，应引起注意，切实发挥保护措施应有的作用。