摘要：我国雷电灾害发生频繁，每年都造成许多人身伤害和财产损失。随着信息技术的发展，雷电灾害已经得到了深入研究。本文介绍了供配电系统设计中接地技术的应用，从等电位接地、防雷接地安全性、接触电压等方面做分析，从而研究如何降低雷电流危害，保证人身安全，保证工业生产过程中设备的连续稳定运行。
关键词:供配电；电压；静电
1接地分类
电气装置接地涉及两个方面：
电源功能接地，如电源系统接地，多指发电机组、电力变压器等中性点的接地，一般称为系统接地，或称系统工作接地或功能接地。功能接地的主要作用：
（1）为大气或操作过电压提供对地泄放的回路，避免电气设备绝缘被击穿；
（2）提供接地故障回路，当发生接地故障时，产生较大的接地故障电流，迅速切断故障回路；
（3）降低电气设备和输电线路的绝缘水平；
（4）中性点不接地系统，当发生接地故障时，虽能保证供电连续性，但非故障相对地电压升高1.73倍，系统中的设备及线路绝缘均较中性点接地系统绝缘水平高，增加投资费用；
（5）中性点不接地系统，需大量安装绝缘监测装置。
电气装置外露可导电部分接地，起保护作用，故习惯称为保护接地。保护接地的主要作用：
（1）降低预期接触电压；
（2）提供工频或高频泄漏回路；
（3）为过电压保护装置提供安装回路；
（4）等电位联结。
2.等电位联结
由于等电位作用，建筑物内的所有外露可导电部分和外界可导电部分都处于同一电压水平，不发生人身电击事故。常用的TN-C-S系统，在电源进线处PEN导体分成PE导体和N导体(N导体从此处开始与PE导体绝缘)，安装总等电位联结，如果设备发生接地故障，忽略接地故障点的阻抗，RA与RB串联后再与RPEN并联，RA+RB>>RPEN；人体阻抗Zh与鞋袜和地板电阻Rp串联后再与RPE并联，Zh+Rp>>RPE，接地故障电流IE流经相导体和PE导体、PEN导体，返回变压器低压绕组，预期接触电压仅为总等电位联结范围内的PE导体的电压降，消除总等电位联结范围外PEN导体的电压降。
辅助等电位联结则是在伸臂范围内有可能出现危险电位差的可同时接触的电气设备之间或电气设备与外界可导电部分(如金属管道、金属结构件)之间直接用导体作联结。辅助等电位联结应包括可同时触及的固定式电气设备的外露可导电部分和装置外可导电部分，如果可能也包括钢筋混凝土结构内的主筋。辅助等电位联结系统应与所有电气设备以及插座的保护导体相连接。
3.接触电压和跨步电压的分析
电力设备发生接地故障时，接地故障电流流过接地装置，由于土壤电阻的存在，电流自接地电极经周围土壤流散时，在大地表面形成分布电位，当人在电极附近走动时，人的两脚将处于大地表面的不同电位点上。两脚间的跨距T我国取0.8m，国外多用1m。地面上水平距离0.8m的人体两脚接触该两点时承受的电压，称为跨步电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地面上距设备水平距离0.8m处与沿设备外壳垂直距离1.8m处两点间的人体接触该两点时所承受的电压，称为接触电压。当接触电压或跨步电压超过某一安全数值时就会导致人体的触电事故。由于不同形状和不同埋深的电极会有不同形状的地表电位分布，因此最大接触电压和最大跨步电压，出现的位置将和电极的形式、尺寸以及埋深等因素有关，但一般均在电极附近。
加大地表土壤的电阻率可以增大人脚和土壤间的接触电阻，从而使跨步电压和接触电压得到降低。最常采用的加大地表土壤电阻率的措施是在地表铺一层厚度为3cm～10cm的砾石或用沥青混凝土路面，因为砾石或沥青混凝土即使在下雨天仍能保持5000Ω•m的电阻率。铺设砾石或沥青混凝土后，人脚和地面间的接触电阻应按双层计算，可以有效降低跨步电压。
4.雷击电流的危害和防雷击电流措施
直接雷击意味着闪电直接击中物体。大部分闪电能量被被击中的物体引导离开。建筑物，架空电力线和信号传输线都可能遭受直接雷击。在雷电环境恶劣的区域，雷击电源线会导致地面短路发生。传输线上发生直接雷击且连接到它的继电器时常发生。大的雷击可能导致干线结焦，并且在线对之间发生短路，导致传输中断。
雷电灾害还表现在通过各种途径侵害地面物，除了直接雷击外，还有雷电的静电感应作用，电磁感应作用，放电时产生的强烈电磁脉冲，地电位反击，以及雷电侵入波可能沿各种架空电源线、信号传输线、天线、电缆和金属管线等进入设备。目前，随着城市经济的发展，不仅由直击雷造成的损害相当严重，并且感应雷、电磁感应、雷电波侵入和地电位反击造成的危害也大幅度增加。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和电磁脉冲电压却能沿电力线、信号传输线、天线电缆和金属管线潜入室内危及各种电子信息设备的安全。
各种防雷设计需要根据规范选择合适的防雷设计材料和方法。设计时，还应收集整个施工现场的地质调查数据。还应收集地址条件，土壤厚度等施工现场的地质调查数据，以及基于这些地质调查数据的设计和计算。
建构筑物防雷设计主要划分以下步骤:
1)基础接地的做法
基础接地类型包括钢筋接地，使用建筑体的柱基接地，水平接地极和垂直接地极接地，以及复合接地。
2)建筑物防雷措施
应装设独立的接闪杆或架空接闪线（网）。接闪网网格尺寸和防雷引下线数量应满足建筑物防雷类别要求。采用多根专设引下线时，应在各引下线上距地面0.3m~1.8m处装设断接卡。当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断接卡，但利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板。连接板处宜有明显标志。
5.结论
通过研究，在供配电设计中采用合理的接地形式和防雷及防静电措施，能有效保障电力系统连续稳定运行和保护人民财产安全，减少雷电灾害的影响。
参考文献
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论文作者:李锋,钱捷
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：电压论文; 电位论文; 导体论文; 雷电论文; 故障论文; 系统论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第26期论文;