低壓配電柜受雷擊的分析與應(yīng)對方法
在很多低壓配電系統(tǒng)中，都采用電感架空線的方法進(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，這樣可以降低造價成本。但這種架空配線方法在雷區(qū)很容易受到雷擊。本文就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
某單位的低壓配電室，配線方法是從總配電房用水泥電桿架空1500m直接進(jìn)入配電室，在2012年7月的一次雷擊事故中，配電室內(nèi)總開關(guān)和配電箱內(nèi)元器件被燒毀，造成總配電房總開關(guān)跳閘。
二、事故原因分析
電氣設(shè)備受雷擊，主要是由直擊雷、感應(yīng)雷、雷電波清儒、雷球造成。故障的原因都是因為過電壓使電氣設(shè)備的絕緣受到破壞。雷電過電壓在供電系統(tǒng)中所形成的的雷電沖擊電流，其幅值可高達(dá)幾十萬安，而產(chǎn)生的雷電沖擊電壓幅值經(jīng)常為幾十萬伏，甚至zui高可達(dá)百萬伏，故破壞性極大。從事故現(xiàn)場來分析，造成事故的原因有以下幾點。
1.配電柜安裝的位置不太合理
配電柜距避雷器引下線和接地裝置太近。當(dāng)受到直擊雷時，巨大的雷電流流進(jìn)防雷裝置時會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，他們之間產(chǎn)生放電。出現(xiàn)很高的反擊電壓使設(shè)備的絕緣破壞。而受到感應(yīng)雷時，由于雷電流的強(qiáng)大電廠和磁場變化產(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。
2.接地電阻不符合要求
從現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)可見，整個接地網(wǎng)電阻超過30Ω。各種雷電保護(hù)裝置的接地是否良好，對被保護(hù)物的安全有著密切的關(guān)系。對防雷接地來說，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，使防雷裝置對地產(chǎn)生高電壓。
3.架空進(jìn)戶線上應(yīng)裝設(shè)避雷器
南方是多雷區(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加到配電裝置上，使設(shè)備的絕緣破損，造成短路事故。
三、改善方法
從對系統(tǒng)故障情況分析可知，雷擊時系統(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過電壓，必須對配電系統(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為獨立避雷針的沖擊接地電阻，Ω；
h為避雷針檢驗點的高度，m。
2.改善避雷線接地電阻。
1）加大接地網(wǎng)的面積，深度接地體，同時利用化學(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稱布置，其間距不得大于18m。防雷接地、電氣設(shè)備接地應(yīng)共用一個接地裝置。當(dāng)不共用時，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：SC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換的多根引下線應(yīng)為0.66，接閃器閉合環(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)套電纜穿管埋地引入，其埋地長度應(yīng)符合下列公式的要求，但電纜埋地長度不應(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度，m；p為埋電纜處的土壤電阻率，Ω·m。
五、結(jié)束語
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。對配電線路及配電線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。此外還應(yīng)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)過對線路及配電設(shè)備的改造后，可有效降低低壓配電柜被雷擊的概率。
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