摘要：针对建筑物低压配电系统在防雷过程中存在的问题，阐述了建筑物低压配电系统防雷设计时安装电源SPD的接地问题及SPD的能量配合问题。对设有独立变压器的建筑物如何进行变压器低压侧雷电防护设计作了探讨，可为电气设计人员提供参考。
关键词：建筑物；低压配电系统；防雷；接地
引言
在低压电气系统进行配电和电气传动的设备广泛应用的今天，低压配电和电气传动系统的设计显得尤为重要。而各种原因往往会忽视一些技术细节问题，这些技术细节不仅关系到电气系统的合理构建，还与电气系统的长期正常使用以及设备成本密切相关。因此要做到设计合理并为用户节约投资，就需要注重低压电气设计的各个技术细节，减少设计缺陷。在日常从事低压电气检测工作中发现的一些技术细节问题整理出来，并进行简要的分析，与大家共同交流。
一、正确进行计算负荷
在低压配电设计中，计算负荷是一个重要的基本概念。计算负荷是一个假象的恒定持续性负荷，它是实际负荷的一个温升等效负荷，计算负荷不是实际负荷。通过计算负荷，可以从热效应的角度判别不同负荷对电力系统产生的负担的轻重。负荷计算常用的方法包括需要系数法、二项式法、利用系数法、单位面积法及单位指标法等，其中需要系数法、二项式法较为常见。在负荷计算时应特别注意以下事项：
（1）为选择变压器而进行负荷计算时，备用设备的容量不要算入计算负荷中。备用设备是工作设备的备用机（如备用水泵），一般是不会和工作设备同时运行的。把备用设备的容量也纳入计算负荷等于重复计入了设备容量。
（2）检修设备和消防设备的用电可不计算负荷重。这是因为在使用检修设备和消防设备时，会人为停止一部分工作设备和切除一部分非消防用电，只要切除的用电负荷超过了检修设备和消防设备的用电，在选择变压器时就不必计入检修设备和消防设备负荷。
（3）进行负荷计算时，要特别注意用电设备较少以及存在一定数量较大负荷的情况。如果计算分组中的用电设备数量不大于 3 台，则应以这些设备的额定功率之和作为分组的计算负荷。如果用电设备组中存在一定数量的较大负荷，在进行负荷计算时要重点考虑这些较大负荷的影响，此时，推荐采用二项式法进行负荷计算。
二、建筑物低压配电系统变压器防雷保护
多年来，无论是工业建筑还是民用建筑，在建设时，电力部门只设计实施高压部分的防雷保护，而建筑设计部门只设计低压380V以后的防雷保护，这就是多年来频发雷击损毁变压器的主要原因。特别是城市郊区的企业、开阔地带用电单位、高速公路收费站、军民飞机场等，其供电变压器高压接入均为架空输电线路。
据近年来不完全调查，天津市每年因雷击造成的供电事故频繁发生，如2004年6月静海大邱庄某企业变电站遭雷击，烧毁变压器、总配电室，直接经济损失达300多万元。2006～ 2007年，津晋高速、丹拉高速天津段因雷击损毁3台变压器。2006年6月，天津市城西供电南开区某10kV架空线路遭雷击，被击断的高压线落入路边水中，击死一过路少年。2008年10月，市气象局到广西南宁业务交流时，据南宁某空军机场领导介绍，该机场各区域共有25台变压器，截止到2008年10月，本年汛期就被雷击损毁7台，雷击事故率近30%。上面例子中被击毁的变压器，其高压引入均为架空输电线。
据GB 50057— 1994《建筑物防雷设计规范》解释条文第3.4.9条第2款论述：根据以前的调查，沿低压架空线路侵入高电位而造成的事故占总雷害事故的70%以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该项要求在GB50057— 1994第3.3.8条第五款规定：“在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下，当电源线路用全长电缆或架空换电缆引入时，宜在电源引入的总配电箱处装设过电压保护器；当Yyn0型或Dyn11型接线的配电变压器设在该建筑物或附设于外墙处时，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，宜在低压侧各相上装设避雷器”。
过去认为雷击损坏配变是雷电波进入高压绕组引起的，实际上这种认识带有一定程度的片面性。理论分析和实际试验表明：配变雷害事故的主要原因是由于配电系统遭受雷害时的“正反变换”的过电压引起的，而反变换过电压损坏事故尤甚。现就正反变换过电压发展过程进行分析，讨论配变的防雷保护。
（1）正变换过电压。当低压侧线路遭受雷击时，雷击电流侵入低压绕组经中性点接地装置入地，接地电流在接地电阻上产生压降。这个压降使低压侧中性点电位急剧升高。它叠加在低压绕组，出现过电压，危及低压绕组。同时，该过电压通过高低压绕组的电磁感应按变比升高至高压侧，与高压绕组的相电压叠加，致使高压绕组出现危险的过电压。这种由于低压绕组遭受雷击过电压，通过电磁感应变换到高压侧，引起高压绕组过电压的现象称为“正变换过电压”
（2）反变换过电压。当高压侧线路遭受雷击时，雷电流通过高压侧避雷器放电入地，接地电流在接地电阻上产生压降。这个压降作用在低压侧中性点上，而低压侧出线此时相当于经电阻接地，因此，电压绝大部分加在低压绕组上。又经电磁感应，这个压降以变比升高至高压侧，并叠加于高压绕组的相电压上，致使高压绕组出现过电压而导致击穿事故。这种由于高压侧遭受雷击，作用于低压侧，通过电磁感应又变换到高压侧，引起高压绕组过电压的现象称为“反变换过电压”。
三、低压电气系统的接地
低压电气接地系统分电力系统的工作接地和用电设备外露导电部分的保护接地。接地系统分为 TN、TT 和 IT 三种类型，其中应用较多的 TN 系统又细分为 TN—S、TN—C—S 和 TN—C 三种类型；
不少设计人员认为必须在变压器室将变压器 N 接线柱进行接地才能构成 TN—S系统，如果在低压配电室受电开关柜处进行 N 线接地就只能构成 TN—C—S 系统了。其实，当变压器室紧邻低压配电室以及中性线截面足够 大（不小于相线的 一 半）的情况下，TN—S 和 TN—C—S 几乎没有区别。这是因为当变压器室紧邻低压配电室、且中性线截面不小于相线的一半时，这段 N 线导体上的任意一点都可以看做是等电位点，因而在低压配电室受电开关柜处进行 N 线的接地和在变压器室进行变压器 N 接线柱接地几乎等同。此时，构成的接地系统仍然是 TN—S 系统。在低压配电室受电开关柜处进行系统的接地，还为施工和零序电流互感器的安装带来了方便，也节约了从变压器室到低压配电室的铜材。
四、软起动器选型和电路设计
软起动器在工程中运用已经十分普遍，在低压软起动器选型和电路设计中应注意以下事项：
（1）针对轻、重负载的不同性质和软起动器的各种功能，正确选择软起动器。对轻载负荷，可以选用标准型软起动器，并按照电动机容量选择软起动器的容量规格；但是对重载负荷，就要选择重载型软起动器，或者在软起动器容量放大至少一级后选用标准型软起动器。
（2）软起动器一般都自带有过载保护功能，且在电动机完成起动后即通过旁路接触器切换到旁路回路中。如果切换到旁路回路后软起动器的过载保护功能可以继续发挥作用，则可以不再加装过载保护热继电器。否则，一定要在旁路回路中加装过继电器进行过载保护。
（3）经常有设计人员在选择软起动器旁路接触器时按照 AC—3 工作类别（笼型电动机的起动和运转中的分断）进行选择，这样选定的接触器规格较大，是一种浪费。其实，旁路接触器是在软起动器起动完毕后才接入，切除时也是在软起动器投入进行软停后才分断的，因此旁路接触器应该按照 AC—1 工作类别（应用于无感或微感负载）进行选择。接触器应用于 AC—1 工作类别时的额定工作电流一般和接触器额定发热电流相同，通过电流能力比应用于 AC—3 类别时要大。按照AC—1 工作类别进行选择可以减小旁路接触器的电流规格。
五、结束语
在低压电气设计中，设计人员应对整个设计过程中的每个细节均认真处理，防止因一些细小的疏忽而对设计造成不同程度的影响。为了给用户提供更加方便、舒适的居住和工作环境，应积极解决低压电气设计中存在的问题，重视低压电气设计过程中的各个细节。
参考文献：
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［2］许新锋.关于低压电气设计的几点思考［J］.科技资讯，2012（34）：121.
［3］李敏.电气设计常见问题及应对措施分析［J］.科技风，2014（23）：79.
论文作者:丘春芬,季芳
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：过电压论文; 低压论文; 负荷论文; 绕组论文; 变压器论文; 接触器论文; 高压论文; 《基层建设》2016年14期论文;