关于防雷、接地和电气安全的研究
隨着我国经济建设的高速发展，工业化进程也在不断前进，电力能源在现在的日常生产生活中有着必不可少的作用。供电系统对电力资源的输送有着不可忽视的作用，然而供电系统在工作中经常会因为雷击、短路、使用不当等问题，造成供电效果减弱的事情发生，为了使供电系统可以正常工作，就需要加强防雷、接地与电气安全的重视，减少供电系统受到不影响的概率。
标签：防雷；接地；电气安全；研究
当今社会电力能源与人们的日常生产生活息息相关，而随着我国经济建设的高速发展，现代化生活质量的不断增强，城市建筑业越来越高，在提高了人民生活的水平，对供电系统的要求也越来越高。供电系统遭受各种意外的概率也大大增多，因为自然灾害引发的事故频频发生，造成巨大的经济损失与社会影响。为了减少此类事件的发生，应当对供电系统的防雷、接地和电气安全的相关问题有效解决，从而可以保证供电系统的正常工作。
1 常用防雷措施与防雷装置
对建筑的防雷的措施中，想要更有效的提升建筑的防雷效果，通常要有效构建完整的防雷系统，从而对各种雷击有相应的防雷办法，减少建筑受到雷击的侵害。现实中的建筑防雷系统，通常是使用避雷针、避雷网两者相结合的方式进行防雷。对连接避雷系统的引下设备，要可以自然接地，雷电现象发生时可以有效对雷电进行释放减少损失。不仅使用以上的防雷措施，还可以增加有效的防雷功能，增强建筑应对雷击的能力。首先是在建筑物上增加工程电气的接闪防雷。避雷网和避雷针是接闪防雷的主要载体，是通过将雷电引导进特定的通道中进行释放，从而可以防止雷电在建筑物内随意流窜。其次是对建筑物的电气系统使用均压防雷，单纯使用接闪防雷。虽然可以很好的避免建筑内部的线路以及机械设备的损害，但是无法有效的保护周围的人员与其他设备的安全。使用电气均压的方式可以保证建筑周围人员的人身安全与内部其他设备的安全。电气均压的防雷办法是通过均压环和地位电的导体进行连接，通过这种方式将闪电通过建筑设备时迅速流过接地线，有效的将闪电导入大地，减少了相关的损失。最后一种方式是屏蔽防雷法，它的设置方式是通过使用金属壳与金属管的应有，妥善的维护好需要保护的设备，通过将雷电的电磁脉冲波截断。
关于防雷、接地和电气安全的研究
本文简析了防雷系统的组成，阐明了建筑防雷技术基本原则，通过对小区高层建筑防雷装置的概述，阐述了防止直击雷、侧雷击、感应雷和雷电入侵的技术措施。
标签： 高层建筑;接地装置;引下线
随着社会经济的发展和现代化水平的提高，特别是信息技术的快速发展，城市高层建筑物日益增多，雷电灾害事故造成的经济损失及社会影响也越来越大。现代建筑的防雷问题已成为迫切需要解决的问题。
一、防雷系统的组成
根据国家标准图集及防雷设计规范，雷电及过电压、过电流防护被分为三部分：
（1）外部防雷，包括：接闪器、避雷器、引下线、接地装置、屏蔽。
（2）内部防雷，包括：屏蔽隔离、等电位联结、安全距离。
（3）过电压保护，即对雷击电磁脉冲和内部近旁浪涌的防护。
二、建筑防雷技术基本原则
雷电灾害形式有直击雷、感应雷和雷电波侵入3种。
防雷，就是要提供一条使雷电对地泄放的合理低阻抗路径，而不能让其随机选择放电通道。产生雷电干扰的条件是干扰源、干扰通道和受扰设备。干扰源分为内部和外部，内部主要决定于装置的原理和质量，外部则主要由使用条件和环境因素决定，对前者的防护称为内部防雷或防雷电电磁脉冲，对后者则称为外部防雷。干扰通道有传单耦合、公共阻抗耦合和电磁耦合3种，其中内部的干扰3种都有，外部主要通过分布电容的电磁耦合传送。希曼斯基在《过电压保护理论与实践》中提出了现代防雷保护的3道防线：外部防雷保护、内部防雷保护、过电压保护。
目前，建筑物外部防雷系统设计执行国家标准《建筑物防雷系统设计规范》GB50057-94（2000版），设计由避雷网（带）、避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架、屋面板钢筋等构成一个整体。内部防雷措施有屏蔽、接地、等电位连接、过电压保护、安全距离和合理布线。并遵守多级分级（类）保护原则：即根据电气、微电子設备的不同功能、不同受保护程度和所属保护层确定保护要点做分类保护，根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道从电源线、数据线和信号线做多级层保护。
1、概述
1.1防雷的设备有避雷针、避雷带、避雷网、避雷器、保护间隙等，其最终的目的都是要将雷电流泄放到大地中去，因此必须有适当的接地装置。防止和消除静电的方法很多，但最简便的方法还是接地。这里就工业企业与民用建筑中常遇到的电气设备、线路及建筑物本身的防雷接地和需要采取防静电设备的接地要求加以说明。
1.2工业企业和民用建筑中电气设备的种类繁多。按电压分，有高压设备、低压设备和安全超低压设备；按电击保护分，有0级、0Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级；按设备固定的情况分，则有固定设备、携带式设备和移动式设备。
2、定义
2.1接地体：与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体称为接地体，可分为人工接地体和自然接地体两种。
2.2 接地线：将主接地端子板或将外露导电部分直接接到接地极的保护线，连接多个接地端子板的接地线称为接地干线（MT）
2.3接地装置：接地装置是一定空间中若干相互连接的电气设备的组合；接地装置是接地体与接地线的总称。
2.4均压环：将保护干线、接地干线、主接地端子板、建筑物内的门窗等金属构件连接起来的导体称为均压环。
3、工艺流程方框图（见图1）
不合格
合格
图1 工艺流程方框图
4.1
接地体安装
4.2 室外
接地干线安装
4.4防雷
引下线敷设 4.3 室内
接地干线安装
4.5
接闪器安装
4.6
工 程 交 接 验 收 测试 4、工艺过程
4.1接地体安装
4.1.1人工接地体安装
4.1.1.1接地体加工
应根据设计要求的材质、规格、数量进行加工，采用铜管、钢管和角钢时其长度不应小于2.5m，采用铜板作为接地极时，其面积、厚度应符合设计要求。
采用碳钢材质的接地极必须经热镀锌处理。
4.1.1.2测量、挖沟
应按设计要求进行测量，刻出开挖灰线，开挖深度应符合接地体顶部离地面不小于0.6m的规定；底部宽度为0.5m（铜板地极应根据其面积尺寸），沟剖面应上宽下窄，并应清除沟内石块等物。
Ｉ》》学术交流 哭予防雷、矮地和电 安全的研究 湖北工业大学邹敏 【摘要】在供电系统的的运行过程中，由于雷击、操作、短路等原因，产生危及电气设备绝缘的过电压，严重危害供电系统，需要进行电气设备的防雷、接地、防腐蚀。 还需要注意静电的防护及防爆和防腐蚀。在供电系统运行时，，ｋｔｆ￣得知道触电后该怎么样做才安全。必须认识电流对人体的危害，人体触电的形式和触电后脱离电源的方 法，同时还得了解电后急救的知识。 。 【关键词】防雷；防爆；防腐蚀；接地保护；用电安全 ．常用的建筑防雷设备和防雷措施 １．１常用的防雷设备 建筑物防雷设施通常包括三大部分。 分别是感应雷防护、侧击雷防护和直击雷 防护。建筑物防雷系统通常由避雷网、避 雷针或者由二者混合组成的接闪器来组 成。主体结构的柱、梁、板钢筋或外接引 下线组成的引下装置，及利用基础自然接 地体（桩基、地梁、承台或底板钢筋）或 人工接地体组成的接地装置合成，整个 建筑形成一个法拉第笼，将雷电流引入大 地。 １．２建筑中常用的防雷措施 现代防雷保护包括内部防雷保护（通 常是指雷电电磁脉冲的保护）和外部防雷 保护（通常是指相关设施或者建筑物的直 击雷防护）两个组成部分。防雷不是一个 简单的问题。通过任何一种单一的防雷设 备都很难达到１００％的消除雷击影响。要想 做到安全防雷，必须从雷害的入侵途径着 手考虑，尽可能全面的考虑到各种雷击的 可能问题并有针对性的采取一个综合的 防护措施，比如可以通过接闪、均压、屏 蔽、接地、分流等措施，尽可能大的降低 雷电所带来的损害。 １．２．１接闪 一般我们通常用的避雷网、避雷带或 者避雷针就是接闪。从本质上来看接闪就 是让在一定范围内出现的闪电要按照认为 设计的防雷通道放电而不能随意放电。 １．２．２均压 从上面分析可以知道，接闪装置在接 闪雷电时，由于引线下回迅速产生高电 位，会对周围的防雷系统产生旁及闪络， 而这些防雷系统在初始状态是和地电位一 致的。这样就会对周围的人员和设备产生 影响和危害。为了削弱或者消除这种闪络 危险，这里可以采用的最简便的方法就是 采用均压环。通过均压环把出于地电位的 导体等连接起来共同接地。通过这种措施 可以确保闪电流通过设备时，可以迅速产生 一个“等电位岛”，这个等电位岛保证了电 器设备各部件之间不会产生电位差或者发生 旁侧闪络放电。而且通过这种方法还可以防 止闪电电流流入地昕产生的地电位等。 １．２．３屏蔽 屏蔽就是利用金属管、金属壳或者金 属箔、金属网等把需要保护的对象全面保 护起来，这样就可以切断雷电电磁脉冲波 的入侵通道。另外要注意屏蔽的外壳和屏 蔽套等设备都需要和大地连接。一般来 一４８６一电子世界 说，屏蔽是一种非常有效的避免雷电电磁 脉冲对电子设备影响的方法。 １．２．４接地 接地的主要作用就是可以引导已经进 入防雷系统的闪电电流直接进入大地。从 而避免雷电的集中引起的建筑物遭到破坏 的措施。在进行接地时必须保持接地能力 良好。这样才可能在最短时间内有效的降 低引下线上的电压从而避免发生反击。 １．２．５分流 分流就是指把所有通过把室外接过来 的导体（通常包括反馈信号线、电话线、 数据线等）和接地线或者防雷装置进行并 联，并且并联一种大小合适的避雷器ＳＰＤ。 当遇到雷击时，由于雷击效应产生的各种 电压沿导线进入各种设备或者室内时。避 雷器的电阻值会迅速降低到最低值，几乎 接近短路状态。这样就实现了雷电电流的 分流。经过分流，沿导线进入设备的电流 已经降低很多，但是由于一些微电子设备 仍然难以承受这样大电流的作用，所以必 须在这些电流进入这些设备之前把电流进 行进一步分流。也就是说，要通过多级分 流来实现对各种电器的保护。 采用分流的方法来实现防雷，必须首 先要注意避雷器的性能和参数的选择。这 是由于附加设备的安装在一定程度上会影 响到整体系统的性能。例如在接入信号避 雷器时，必须确保它不会影响到系统的传 输速率。 ２．实际工程中接地、接零的用电要求 和使用范围 ２．１工作接地 现在广泛使用的三厢四线制供电系 统，配电变压器的中性点一般是直接接地 的，这种接地叫工作接地。从配电变压器 （或发电机）的中性点引出一线叫中（亦称工 作零线）。这种三相四线制的三个线端之间 电压为２２０伏，叫相电压，供照明或小型单 相动力用。三相四线供电系统的中性点的 作用主要是： （１）可迅速切断故障设备。 （２）减低人体所承受的触电电压。 （３）减低电力线路和用电设备的绝缘水 平，降低成本。 ２．２保护接零 在中性点直接接地的系统中，用电设 备如不采取适当的安全措施是很危险的。 因为当设备的导电部分漏电到外壳或与外 壳碰连时，人身若触及设备外壳就相当于 单相触电，可能发生触电伤亡事故。有些 人以为采用外壳接地就可以保证安全， 其实不然。采用单纯的保护接地的用电设 备，其导电部分发生与外壳碰连时，接地 短路电流： Ｉｓｃ：Ｕｐ／（Ｒｏ＋Ｒｄ） Ｒｏ－供电系统中性点的接地电阻； Ｒｄ－用电设备的接地电阻（接地电阻通 常规定不大于４欧） Ｕｐ一相电压 Ｉｓｃ＝２２０／（４＋４）＝２７．５安 此时，系统中性点（即工作零线）对地 电压 Ｕｏ：Ｒｏ＊Ｕｐ／（Ｒｏ＋Ｒｄ）＝４ Ｘ ２２０／（４＋４）＝ １１０伏（用电设备对地电压） 为了使用电设备的保护装置可靠动 作，一般规定接地短路电流不能小于自动 开关保护装置动作电流的１．２５倍或熔断器 额定电流的３倍。也就是说用电设备用自 动开关保护时，整定的动作电流不能大于 ２７．ｓ／１．２５＝２２安；用熔断器保护时，熔断 器的额定电流不能大于２７．５／３：９．２安，但 实际上远远超过上述两个数值，因为用电 设备的容量越大，则保护设备的动作电流 也要随着增大。所以２７．５安的接地短路电 流就不足以使容量按大的用电设备保护装 置动作。例如４千瓦或以上的电动机，如采 用熔断器保护就不起作用。这样用电设备 的外壳便会长期存在对地电压ｕｄ为１１０伏。 如果该设备的接地装置安装得不好，接地 电阻Ｒｄ大于供电系统中性点接地电阻Ｒ０的 话，外壳对地电压ｕｄ还会超过ｌｌＯ伏，那 就危险性更大了。从能上能下分析说明， 在中性点直接接地的系统中，用电设备外 壳不接地是危险的，而接地亦不能保证安 全。所以规程规定，在中性点直接接地的 供电系统中，用电设备的外壳农场采用保 护接零。为了确保安全，一般应从变压器 低压侧接地的中性点专门敷设一根保护零 线到各车间，如所有用电设备外壳都接到 保护零线上而单相负荷则接到另一根工作 零线（中线）上。在某些情况下，单相负荷 的工作零线也可作为设备的保护零线，但 必须满足下列条件： ①工作零线的导电率不小天供给用电 设各的最大线路导电率的５０％； ②有可靠的措施防止工作零线断开。 参考文献 【１］李邦协，刘江．电气安全技术和电气安全规范Ｕ】．中国 标准化，２００２（８）． 闭余声扬．石化企业电气防爆浅谈Ⅱ］．电气防爆￥ｏｏ６（３）．
