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【摘 要】电力系统的防雷接地问题是保障电力输送的关键工作，有必要科學的进行安装。在这种背景下，本文首先探讨了电力系统雷电危害与方式，进而从多个方面着手，分析了电力系统防雷接地安装的方式。
【关键词】防雷；接地安装；电力系统
1.电力系统雷电危害与方式
电力系统主要由发电、输电、配电及负载等四个子系统组成。初期的变电所及输、配电系统以户外型为主，且多位于偏远山区，因此易遭受雷击的侵袭，直接或间接引起设备过电压的绝缘破坏，影响供电质量。根据国外统计数据显示，由雷击造成的输电线路故障约占系统故障的45%～65%。目前输电线路的防雷措施以装设避雷针及架空地线为主，再利用下接引线，将雷击电流导入接地网络中，以上三者统称外部防雷装置。但对于变电所而言，外部防雷装置是不够的，还需要内部防雷装置配合。所谓内部防雷装置是指除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置的范畴，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。
当大电流经由接地系统散入大地时将会引起高电压差，而该电压差即是造成雷击事故的主要成因。电压差出现的形式有下列几种：地电位涌升（Ground Potential Rise，GPR）、接触电压（Touch Voltage）、步间电压（Step Voltage）及转移电压（Transfer Voltage）。地电位涌升指避雷设备的接地处与绝对零电位之间有接地阻抗存在时，倘如其接地阻抗过高，遇强大雷击突波电流，便产生庞大的瞬间电压升，称为地电位涌升；接触电压指当一个人手臂接触已被接地的构物时，其立足点的地面电位与接地电位涌升间就有一电位差，即所谓接触电压；步间电压指地电位涌升对人员而言，即使人虽没有触及任何被接地物体的情况，两脚跨距间的地面上就有电位差存在，即所谓步间电压；转移电压指GPR 通过各种金属路、接地线、电源线、建筑物钢筋等导体，转移至它处称为转移电压。
2.电力系统防雷接地安装的方式
2.1安装的考虑因素
一是分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。
二是接地网络：接地网络也是防雷成功的重要保证之一。接地网络的目的除了提供露空尖端一个低电位来吸引雷击外，另一个作用就是要把拦截到的雷击电流散布到较深的地层。接地网络一般由接地极（接地棒、接地铜条、接地网、接地铜板）与接地导线构成。为了顺利达成接地的目的，接地网络应该分散并扩大面积才较有利于分散雷击电流，另外接地极之间应以导线连接成环状，围绕所保护的建筑物，如此可增加接地网络面积，以便于分散雷击电流，在分散雷击电流与降低过压上，接地网络的外形与尺寸，是比接地极的接地阻抗更重要。
三是合理布线：指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。此外，应该注意电源线、天线等线路的引入做法，防止雷电波侵入。
2.2接地方式
接地的方式可分为以接地棒打入大地、埋设接地板，以及用接地线连接接地网等方式来连接设备，以达到所要求的接地电阻所形成的接地系统。
一是接地网接地方式。这将接地线以网状型式排列，并将各交差点焊接，埋设于地下土壤中，再与线路铁构（铁塔）以及其它电气设备接地线连接。这种接地方式适用于电气设备较多，且含括地区较宽广的场所使用，可使全体设备获得良好的接地，确保电气设备的安全。变电所接地系统通常采用这种接地方式，接地系统的接地电阻标准，以接地故障发生时，不致使接触电压（Etouch）超过限制值为原则，同时其地电位升GPR（Ground Potential Rise）也必须在限制标准内，而此GPR 除以接地电流（Ig），即得所需接地电阻设计值。我国电力公司大型接地系统的接地电阻标准，一般345kV以0.1Ω为限制标准，161kV 以0.5Ω为限制标准，69kV则以5Ω为限制。标准输电系统铁塔接地系统也采接地网方式或埋设垂直型的接地棒深入土壤底层之接地棒。二是打入接地棒、埋设接地板的接地方式。另一种常用的接地方式系将一些接地棒打入地下土壤中，把各接地棒相互连接，再与设备接地线连接。这种方式的接地，与打入接地棒的长度、深度及间距有关，适用于一串列设备的接地，其接地电阻的计算可根据Dweight方式求得。
2.3防雷接地一些细部做法
一是避雷带、接地连接母线过沉降、伸缩缝安装做法。（1）避雷带、卡子、扁钢应作镀锌处理；（2）避雷带、接地母线在穿过沉降缝、伸缩缝要预留出余量，避免其变形时拉断避雷带或接地母线；（3）避雷带、接地母线在过沉降缝、伸缩缝时做成半圆形，既保证美观又符合防雷接地要求。二是金属窗户的等电位连接细部做法。（1）连接导体宜暗敷，并在窗框定位后，墙面装饰层或抹灰层施工前进行；（2）当窗户靠进钢柱时可以将连接导体的一端直接焊在钢柱上；（3）?10的金属圆钢与钢筋或窗框等建筑物金属构件焊接长度不小于60mm；（4）搭接板应预埋，其与窗框或门框可螺栓连接或焊接；（5）金属窗框的等电位也可从窗框的顶部或侧面与圈梁或柱主筋预埋件连接，连接件可以是25*4的镀锌扁钢或?10的圆钢。
3.小结
大自然的风雨雷电，不是我们所能控制，当雷击发生时所产生的大电流经由接地系统散入大地时将会引起高电压差，而此电压差即是造成雷击事故的主要成因。要克服高电压差所造成的伤害，要从防雷措施着手，在外部防雷装置上，要妥善装设接闪器，并注意其有效遮蔽率；接地网络则是关系着防雷功能的成败，事实证明良好的接地网络，可以快速降低电压。
【参考文献】
[1]陈泳峰，谢斌，杜峰.现代建筑物等电位连接在防雷安全中的应用[J].科技风，2014（05）.
[2]吴景飞.探讨智能建筑电气防雷设计相关策略[J].科技创业家，2014（04）.
[3]杨天鹏.民用建筑电气施工接地保护问题探讨[J].科技创新与应用，2014（18）.
【关键词】防雷；接地安装；电力系统
1.电力系统雷电危害与方式
电力系统主要由发电、输电、配电及负载等四个子系统组成。初期的变电所及输、配电系统以户外型为主，且多位于偏远山区，因此易遭受雷击的侵袭，直接或间接引起设备过电压的绝缘破坏，影响供电质量。根据国外统计数据显示，由雷击造成的输电线路故障约占系统故障的45%～65%。目前输电线路的防雷措施以装设避雷针及架空地线为主，再利用下接引线，将雷击电流导入接地网络中，以上三者统称外部防雷装置。但对于变电所而言，外部防雷装置是不够的，还需要内部防雷装置配合。所谓内部防雷装置是指除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置的范畴，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。
当大电流经由接地系统散入大地时将会引起高电压差，而该电压差即是造成雷击事故的主要成因。电压差出现的形式有下列几种：地电位涌升（Ground Potential Rise，GPR）、接触电压（Touch Voltage）、步间电压（Step Voltage）及转移电压（Transfer Voltage）。地电位涌升指避雷设备的接地处与绝对零电位之间有接地阻抗存在时，倘如其接地阻抗过高，遇强大雷击突波电流，便产生庞大的瞬间电压升，称为地电位涌升；接触电压指当一个人手臂接触已被接地的构物时，其立足点的地面电位与接地电位涌升间就有一电位差，即所谓接触电压；步间电压指地电位涌升对人员而言，即使人虽没有触及任何被接地物体的情况，两脚跨距间的地面上就有电位差存在，即所谓步间电压；转移电压指GPR 通过各种金属路、接地线、电源线、建筑物钢筋等导体，转移至它处称为转移电压。
2.电力系统防雷接地安装的方式
2.1安装的考虑因素
一是分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。
二是接地网络：接地网络也是防雷成功的重要保证之一。接地网络的目的除了提供露空尖端一个低电位来吸引雷击外，另一个作用就是要把拦截到的雷击电流散布到较深的地层。接地网络一般由接地极（接地棒、接地铜条、接地网、接地铜板）与接地导线构成。为了顺利达成接地的目的，接地网络应该分散并扩大面积才较有利于分散雷击电流，另外接地极之间应以导线连接成环状，围绕所保护的建筑物，如此可增加接地网络面积，以便于分散雷击电流，在分散雷击电流与降低过压上，接地网络的外形与尺寸，是比接地极的接地阻抗更重要。
三是合理布线：指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。此外，应该注意电源线、天线等线路的引入做法，防止雷电波侵入。
2.2接地方式
接地的方式可分为以接地棒打入大地、埋设接地板，以及用接地线连接接地网等方式来连接设备，以达到所要求的接地电阻所形成的接地系统。
一是接地网接地方式。这将接地线以网状型式排列，并将各交差点焊接，埋设于地下土壤中，再与线路铁构（铁塔）以及其它电气设备接地线连接。这种接地方式适用于电气设备较多，且含括地区较宽广的场所使用，可使全体设备获得良好的接地，确保电气设备的安全。变电所接地系统通常采用这种接地方式，接地系统的接地电阻标准，以接地故障发生时，不致使接触电压（Etouch）超过限制值为原则，同时其地电位升GPR（Ground Potential Rise）也必须在限制标准内，而此GPR 除以接地电流（Ig），即得所需接地电阻设计值。我国电力公司大型接地系统的接地电阻标准，一般345kV以0.1Ω为限制标准，161kV 以0.5Ω为限制标准，69kV则以5Ω为限制。标准输电系统铁塔接地系统也采接地网方式或埋设垂直型的接地棒深入土壤底层之接地棒。二是打入接地棒、埋设接地板的接地方式。另一种常用的接地方式系将一些接地棒打入地下土壤中，把各接地棒相互连接，再与设备接地线连接。这种方式的接地，与打入接地棒的长度、深度及间距有关，适用于一串列设备的接地，其接地电阻的计算可根据Dweight方式求得。
2.3防雷接地一些细部做法
一是避雷带、接地连接母线过沉降、伸缩缝安装做法。（1）避雷带、卡子、扁钢应作镀锌处理；（2）避雷带、接地母线在穿过沉降缝、伸缩缝要预留出余量，避免其变形时拉断避雷带或接地母线；（3）避雷带、接地母线在过沉降缝、伸缩缝时做成半圆形，既保证美观又符合防雷接地要求。二是金属窗户的等电位连接细部做法。（1）连接导体宜暗敷，并在窗框定位后，墙面装饰层或抹灰层施工前进行；（2）当窗户靠进钢柱时可以将连接导体的一端直接焊在钢柱上；（3）?10的金属圆钢与钢筋或窗框等建筑物金属构件焊接长度不小于60mm；（4）搭接板应预埋，其与窗框或门框可螺栓连接或焊接；（5）金属窗框的等电位也可从窗框的顶部或侧面与圈梁或柱主筋预埋件连接，连接件可以是25*4的镀锌扁钢或?10的圆钢。
3.小结
大自然的风雨雷电，不是我们所能控制，当雷击发生时所产生的大电流经由接地系统散入大地时将会引起高电压差，而此电压差即是造成雷击事故的主要成因。要克服高电压差所造成的伤害，要从防雷措施着手，在外部防雷装置上，要妥善装设接闪器，并注意其有效遮蔽率；接地网络则是关系着防雷功能的成败，事实证明良好的接地网络，可以快速降低电压。
【参考文献】
[1]陈泳峰，谢斌，杜峰.现代建筑物等电位连接在防雷安全中的应用[J].科技风，2014（05）.
[2]吴景飞.探讨智能建筑电气防雷设计相关策略[J].科技创业家，2014（04）.
[3]杨天鹏.民用建筑电气施工接地保护问题探讨[J].科技创新与应用，2014（18）.