低壓配電柜受雷擊的分析與應(yīng)對(duì)方法
2017-07-21 15:46:00
祥泰電氣
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在很多低壓配電系統(tǒng)中,都采用電桿架空線的方法進(jìn)行敷設(shè),特別是在較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村和人口密度較小的地方都采用了這種架空方法,這樣可以降低造價(jià)成本。但是這種架空配線方法在雷區(qū)很容易受到雷擊。本文就一低壓配電柜受雷擊出現(xiàn)爆炸的情況進(jìn)行分析。
一、事故的過程及現(xiàn)象
本單位—宿舍的低壓配電室,配線方法是從總配電房用水泥電桿架空1500m直接進(jìn)人配電室,在2002年6月的一次雷擊事故中,配電室的總開關(guān)和十多個(gè)電表被燒熔,造成總配電房總開關(guān)跳閘。
二、事故原因分析
電器設(shè)備受雷擊,主要是由直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波侵入、球雷造成。故障的原因都是因?yàn)檫^電壓使電器設(shè)備的絕緣受到破壞。雷電過電壓在供電系統(tǒng)中所形成的雷電沖擊電流,其幅值可高達(dá)幾十萬(wàn)安,而產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值經(jīng)常為幾十萬(wàn)伏,甚至最高可達(dá)百萬(wàn)伏,故破壞性極大。從事故現(xiàn)場(chǎng)來(lái)分析,造成事故的原因有以下幾點(diǎn)。
(一)?配電柜安裝的位置不太合理
配電柜距避雷引下線和接地裝置太近。當(dāng)受到直擊雷時(shí),巨大的雷電流流經(jīng)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線路、電氣設(shè)備或其他金屬管道上,它們之間產(chǎn)生放電。出現(xiàn)很高的反擊電壓使設(shè)備的絕緣受破壞。而受感應(yīng)雷時(shí),電于雷電流的強(qiáng)大電場(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。
(二)接地電阻不合符要求
從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)可見,整個(gè)接地網(wǎng)電阻超過30Ω。各種雷電保護(hù)裝置的接地是否良好,對(duì)被保護(hù)物的安全有著密切的關(guān)系。對(duì)防雷接地來(lái)說,其允許的接地電阻應(yīng)為5~30Ω。如果接地電阻太高,不能迅速泄放雷電流,使防雷裝置對(duì)地產(chǎn)生高電壓。
(三)架空進(jìn)戶線上應(yīng)裝設(shè)避雷器
南方是多雨雷區(qū),在空曠地方的架空線路很容易受到雷擊。當(dāng)架空線受到雷擊后,如果在入戶線處沒有安裝避雷裝置,強(qiáng)大的雷電流和高壓就會(huì)加到配電裝置上,使設(shè)備的絕緣破壞,造成短路事故。
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)過壓,必須對(duì)配電系統(tǒng)采取一些預(yù)防和保護(hù)措施。(1)調(diào)整低壓配電柜與避雷針引下接地線的距離,使配電柜與地線之間的空氣距離滿足:
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。
(2)改善避雷線接地電阻。
1)加大接地網(wǎng)的面積,深埋接地體,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)引下線不得小于兩根,并沿建筑四周均勻和對(duì)稱布置,其間距不應(yīng)大于18m。防雷接地、電氣設(shè)備接地應(yīng)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,但不應(yīng)小于2m。
式中:se為地中距離,m;Kc為分流系數(shù)。單根引下線為1,兩根引下線接閃器不成閉合環(huán)的多根引下線應(yīng)為0.66,接閃器成閉合環(huán)或網(wǎng)狀的多根引下線應(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)線方法以防雷電波侵入
將低壓架空線路在進(jìn)戶前改換一段埋地金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管埋地引入,其埋地長(zhǎng)度應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求,但電纜埋地長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。入戶端電纜的金屬外皮、鋼管應(yīng)與防雷的接地裝置相連。在電纜與架空線連接處尚應(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:
式中:L為金屬愷裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管埋于地中的長(zhǎng)度,m;ρ為埋電纜處的士壤電阻率,Ω·m。