嗣囵团冒渔阉 …ａ ｃｔｓ 工业技术 浅谈防雷接地装置的重要性及其检修技术 崔政 （武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２） 摘要：接地装置是防雷技术中最重要的环节之一。不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置把雷电流导入大地， 从而保护相关的建构筑物、人员和设备。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地进行雷电防护。本文针对接地装置、防雷装 置进行定期维护和检查的要求和方法进行简要分析。 关键词：接地装置；维护；重要性 中图分类号：ＴＭ５ 文献标识码：Ａ ｌ防雷接地装置检查和维护的重要性 冲击电压。为了保证电力系统的安全运行，避 流过雷电流时的压降１不超过被保护电器的 为了使建筑物的防雷接地装置具有可靠 雷器应满足的基本要求如下。当过电压超过 冲击电压。为了保证电力系统的安全运行，避 的保护效果，不仅要有合理的设计和正确的 定值时，避雷器应动作（放电），使电线与地 雷器应满足的基本要求如下。当过电压超过 施工，还要注意经常维护检查，因为防雷装置 直接或经电阻连接，以限制过电压。在过电压 定值时，避雷器应动作（放电），使电线与地 如果不符合规定的条件，它不仅不能起到雷 作用之后，能够迅速截断工频续流（即避雷器 直接或经电阻连接，以限制过电压。在过电压 电保护作用，有时甚至会使建筑物处于更加 放电时形成的放电通道在工频电压下通过的 作用之后，能够迅速截断工频续流ｆ即避雷器 危险的情况下。例如，在避雷针的针尖上悬挂 工频电流）所产生的电弧，使电力系统恢复正 放电时形成的放电通道在工频电压下通过的 收音机天线或晒衣服的铁丝；在装有防雷引 常运行。 工频电流）所产生的电弧，使电力系统恢复正 下线的墙壁上，离引下线很近的地方，交叉或 避雷器灭弧电压不得低于安装地点可能 常运行。 平行敷设强电或弱电系统的架空进户线；明 出现的最大对地工频电压。仅用于保护大气 ２．２防雷装置的检查事项 设引下线因保护不好受到机械力的损坏而中 过电压的普通阀型避雷器的工频放电电压下 防雷装置的维护检查是由使用单位负责 断，等等。这些情况都是很危险的，如果一旦 限，应高于安装地点预期操作过电压；既保护 的，也可请设计单位协助进行。维护检查分定 防雷装置接受雷击，很可能招致人身伤亡或 大气过电压，又保护操作电压的磁吹避雷器 期检查及临时检查。对于重要工程，应在每年 建筑物损失的严重后果。因此我们认为防雷 的工频放电电压上限，在适当增加余度后，不 雷雨季节以前作定期检查；对于一般性工程， 工程，除了必须有严格的验收制度外，还应有 得大于电网内过电压水平。 应每隔２、３年在雷雨季节以前作定期检查； 常年的维护和检查制度。 有特殊需要时，可作临时性检查。其检查事项 ２防雷装置的检查和维护要求 如下： 避雷器是用来限制过电压幅值保护器， ２．Ｉ切防雷装置的基本要求 并联在被保护电器与地之间。当雷电波沿线 避雷器是用来限制过电压幅值保护器， ２．２．１检查是否由于修缮建筑物和建筑 路侵入时，过电压的作用使避雷器动作（放 并联在被保护电器与地之间。当雷电波沿线 物本身的变形使防雷装置的保护情况发生变 电），即导线通过电阻或直接与大地相连接， 路侵入时，过电压的作用使避雷器动作（放 化。电），即导线通过电阻或直接与大地相连接， ２．２．２检查有无因为挖土方、敷设其他管 雷电流通过避雷器泄人大地，从而限制了雷 电过电压的幅值，使避雷器上的残压ｆ避雷器 雷电流通过避雷器泄人大地，从而限制了雷 线或种植树木而挖断接地装置。流过雷电流时的压降）不超过被保护电器的 电过电压的幅值，使避雷器上的残压ｆ避雷器 ２．２＿３检查各处明装导体有无因锈蚀或 一一△接线方式，达到消除谐波的目的，使 ３．２系统发生间歇性电孤接地，产生低 ３．４ ３５ｋＶ线路与各县级电力公司３５ｋＶ 改为Ｙ／频饱和引起Ｔｖ保险熔断 线路联网运行，县级电力公司３５ｋＶ线路较 谐波在用户侧消耗，不至于传送到大网上，同 在临沧供电局３５ｋＶ电网中，同样发生过 长，３５ｋＶ系统还在不断扩展，对地电容电流 时在母线上加装消谐器。 多次电压互感器高压侧熔断器熔断的事件， 逐步增加，目前临沧供电局３５ｋＶ线路很少在 主网３５ｋＶ线路与县级电力公司３５ｋＶ 线路联网运行，各地县级电力公司３５ｋＶ线路 那么，是否都是由于铁磁谐振过电压引起的 线路中间进行换位，导致三相电容电流不平 呢？答案是否定的。根据相关技术资料可以得 衡，出现零序不平衡电容电流，运行中产生内 较长，系统还在不断扩展，对地电容电流逐步 知，在电网对地电容较大时，系统发生间歇性 部过电压，发生熔断器熔断的故障。 增加，目前我局３５ｋＶ线路很少在线路中问进 电孤接地或接地消失时，在电网正常运行时 ３．５在运行过程中，负荷较小，在进行负 行换位，导致三相电容电流不平衡，出现零序 非故障相存储的对地电容电荷将重新分配， 荷投切操作时，极易形成电压闪变，形成电磁 不平衡电容电流，运行中产生内部过电压，特 它将通过中性点接地的电压互感器一次绕组 振荡，造成熔断器熔断。熔断较频繁的３５ｋＶ 别是在负荷较轻时，建议在各变电站负荷较 形成回路，产生低频振荡电压分量，促使运行 系统，接有电弧炉负荷，电弧炉负荷波动频 轻时进行电容电流测试，如果电容电流超过 采取对较长线路进行逐段换位，改变 中的电压互感器铁心处于饱和状态，形成低 繁，负荷电流波动较大，同时产生谐波，使互 允许值，频饱和电流，它在单相接地消失后１／４—１／２工 感器铁芯饱和，也可能是发生谐振的原因之 线路对地电容电流，或者考虑增加变电站消 频周期出现，电流幅值可远大于分频谐振电 弧线圈的容量，通过投、退消弧线圈或改变其 流ｆ分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍 ４改进方案及防范措施 补偿量，以改变ｔｏＬ：￣ｌ，【ｏｃ谐振条件的发生。 以上），频率约２～５ｈｚ。由于具有幅值高、作用 经过以上分析及临沧供电局的运行经验 在电压互感器一次绕组中性点经一台单 时间短的特点，在单相接地消失后的半个周 总结，要避免电压互感器高压侧熔断器熔断 相电压互感器接地；相当于系统中性点接入 期即可熔断熔丝。 是不可能杜绝的，只可能尽量减少，而要减少 高阻抗，使电磁式电压互感器等值阻抗增加， ３．３另外在日常运行中，ＴＶ熔断器熔断 电压互感器高压侧熔断器熔断的次数，我认 当发生单相接地故障时，系统零序电压大部 多发生在负荷较轻的时段，因为在此时段，负 为可以从以下几个方面去考虑和改进。 分降落在单相电压互感器上，使电磁式电压 荷较轻且负荷不可能完全平均，此时电压偏 在电压互感中性点装设非线性电组或消 互感器不易饱和，避免了铁磁谐振的发生。 参考文献 高，因为现场为保证末端变电站电压在合格 谐器来抑制低频饱和电流，在产品设计制造 范围内，上级变电站电压必须在上限运行，往 时，梅成林．电压互感器铁磁谐振分析，电网技 应着力改善电压互感器的空载励磁特性， ［１】往造成电压偏高，电压突然升高也会出现很 在设备选型上，建议选择伏安特性优越的电 术．２００８年，增刊２．３ｌ２ 大涌流，造成该相互感器磁路饱和，励磁电感 压互感器。 『２１解广润．电力系统过电压，出版社名：水利 Ｌ相应减小，这样三相对地负载就不平衡，中 在大厂、大矿，特别是硅厂和电弧炉负荷 电力出版社．１９８５年 性点出现位移电压，由于铁芯的磁饱和引起 投运行时，可能产生谐波，使互感器铁芯饱 『３］周小梅，杨以涵．配电系统Ｐｒ高压熔断器 电流、电压波形的畸变，即产生谐波，使谐振 和，建议进行谐波测试工作，检查谐波量值是 熔断的原因分析，出版社名：现代电力，出版： 回路谐波产生高频、工频和分频谐振过电压 否在合格范围内，如果超过允许值，将改变用 ２００７年４月，３４—３７ 使熔断器熔断的情况发生。 户侧变压器接线方式，如变压器为Ｙ厂Ｙ接线， ～２ｌ０一 中国新技术新产品 工业技术 机械力的损伤而折断的情况。 ２．２．４检查接闪器有无因接受雷击而熔 化或折断情况。 ２．２．５检查引下线距地两米一段的绝缘 保护处理有无破坏情况。 ２．２．６检查断接卡子有无接触不良情况。 ２．２．７检查明装引下线上有无在验收后 装设的交叉或平行的电气线路。 ２．２．８检查木结构接闪器支架有无腐朽 现象。 ２．２．９检查接地装置周围的土壤有无沉 陷情况。 ２．２．１０测量全部接地装置的流散电阻。 电阻值。 ｌ ： Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ２．２．１ １如发现接地装置的电阻值有很大 变化时，应将接地系统挖开检查。 ３．１－２凡直流回路均不能利用自然接地 体作为电流回路的零线、接地线或接地体。直 流回路专用的中性线、接地体及接地线也不 能与自然接地相连接。因为直流的电介作用， 容易使地下建筑物和金属管道等受侵蚀而损 害。而恰恰是这一点常常容易为人们所忽略。 ３．１．３人工接地体的布置应使接地体附 近的电位分布尽可能均匀，如可布置成环形 等，以减少接触电压和跨步电压。由于接地短 路时接地体附近会出现较高的分布电压，危 及人身安全，有时需挖开地面检修接地装置。 故人工接地体不宜埋设在车间内，应该离建 筑物及其入口和人行道３ｍ以上。不足３ｍ 时，要铺设砾石或沥青路面，以减少接触电压 ３－３接地装置的维护检查 接地装置的良好与否，直接关系到人身 及设备的安全，甚至涉及到系统的正常与稳 定运行。切勿以为已经装设了接地装置，就此 便太平无事了。实用中，应对各类接地装置进 行定期维护与检查，平时也应根据实际情况 需要，进行临时性检查及维护。 接地装置是过电压保护装置的一个重要 组成部分，正确地进行检查和维护，经常保持 它的良好状态，是保证安全运行的重要环节。 由于接地装置埋设在地下，除了检查其外观 和接地引下线的连接情况外，主要靠测量接 地电阻的结果来进判断。 根据检查情况，若发现有不合格的地方， 应及时进行补救处理。如接地引下线的断续 除了上所述事项外，对于暗装防雷网或 利用混凝土柱子钢筋作为引下线的工程，由 于设计的规定，都非常可靠，一般不需要平时 检验。但每隔五六年，须由顶部明装防雷线的 地方作接地电阻测量，或在首层配电盘接地 端子处测量。根据检查情况，如发现有不合乎 要求的地方，应及时作补救处理。例如导体腐 蚀达到３０％以上时，应及时更换导体。应注意 无论如何对建筑物作修改或补救处理时，必 须按照原设计图纸施工。 ２－３防雷装置的检修和维护 ２．３．１避雷器的检查和维护 避雷器的外部瓷套是否完整，如有破损 和裂纹者不能使用。检查瓷表面有无闪络痕 迹。检查密封是否良好。配电用避雷器项盖和 下部引线处的密封混合物若有脱落或龟裂， 应将避雷器拆开干燥后再装好。高压用避雷 器若密封不良，应进行修理。摇动避雷器检查 有无响声，如有响声表明内部固定不好，应予 检修。对有放电计数器与磁钢计数器的避雷 器，应检查它们是否完整。避雷器各节的组合 及导线与端子的连接，对避雷器不应产生附 加应力。 ２．３．２防雷针的运行及巡视检查 保持防雷装置处于正常状态下运行，做 好运行维护工作是很重要的，变电运行人员 除了日常巡视检查外，在每次雷电过后和系 统发生过电压等异常情况后，都应对防雷装 置进行检查，检查内容如下。 检查避雷针、避雷线以及它们的引下线 有无锈蚀。按照一定检查周期检查避雷针埋 人地下５０ｃｍ深度以上部分有无腐蚀。检查导 电部分的连接处，如焊接点、螺栓接点等连接 是否紧密牢固，检查过程中可用小锤轻轻敲 击检查，发现有接触不良或脱焊的接点，应立 即予以修复。检查避雷针本体是否有裂纹、歪 斜等现象。水泥接合缝及其上的油漆是否完 好。与避雷器连接的导线及接地引下线有无 烧伤痕迹或烧断、断股现象，接地端子是否牢 固，动作记录器内部（罩内）有无积水。每年雷 雨季节前应测量一次变电所内避雷器绝缘电 阻，每５年至少应对接地网的接地电阻进行 一次测量，电阻应符合接地规程的要求。 ３接地装置的维护技术 ３．１装设接地装置的要求 ３．１．１充分利用并严格选择自然接地体。 要特别重视使用的安全和具有良好的接地电 阻这两方面。利用自然接地体时，必须在它们 的接头处另外跨接导线，使其成为具有良好 导电性能的连续性导体，以取得合格的接地 和跨步电压。此外，埋设地点还应该避开烟道 或其他热源处，以免土壤干燥，电阻率增高； 也不要埋设在垃圾、灰渣及对接地体有腐蚀 的土壤。 ３．２对特殊设备接地的要求 装设接地装置时，由于设备与环境等条 件或因素不同，其具体要求也各不相同。 ３．２．１电缆电路 电缆绝缘若有损坏时，其外皮、铠甲及接 头盒上都可能带电，因此高压电缆外皮在任 何情况下都要实行接地；低压电缆除在危险 场所如潮湿、有腐蚀性气体、有导电尘埃场所 外，一般可不接地；地下敷设的电缆，其外皮 两端都应接地；截面为１６ｒａｍ及以上的单芯 电缆，为消除涡流，其一端应接地；两端单芯 电缆平行敷设时，为限制产生过高的感应电 压，则应多点接地。 ３．２－２携带式用电设备 凡用软线接到电源插座上的各种携带式 电气设备、仪表、电动工具（如手提电脑、砂 轮、电熨斗、台灯等），其接地和接零的要求如 下。 用电设备的插头和金属外壳应有可靠的 电气连接，接地线要用软铜线，其截面与相线 一样。 接地触头和金属外壳应有可靠的电气连 接，接地线要用软铜线，其截面与相线一样。 接地ｆ零）线应正确连接，即应将设备外壳 接地（零）线直接放线，接到接地（零）干线上（称 直放接１。 ３．２＿３有爆炸与火灾危险场所的设备 为了防止电气设备外壳产生较高的对地 电压，以及金属设备与管道问产生火花，对危 险场所内电气设备接地和接零的要求如下。 将整个电气设备、金属设备、管道、建筑 物金属结构全部接地，并且在管道接头处敷 设跨接线。接地或接零的导线要采用裸电线、 扁钢或电缆芯线并有足够截面。在ｌｋＶ以下 中性点接地的配电网络内，为保证能迅速可 靠地切断接地短路故障，当线路采用熔断器 保护时，熔体额定电流应小于接地短路电流 的１／４；若线路上装设自动开关时，自动开关 瞬时脱扣器的整定电流应小于接地短路电流 的１／２。对所安装使用的电动机、电器及其他 电气设备是接线头、导线或电缆芯的电气连 接等，都应可靠地压接，并采取防止接触松弛 的措施。为防止测量接地电阻时产生的火花， 测试要在没有爆炸危险的建筑物内部进行， 或者将测量端钮用的线引接至户外进行测 量 卡接触不良就应除锈拧紧；当导体腐蚀达 ３０％以上时则应更换导体等。应该注意，对电 气设备或建筑物的防雷接地装置进行修理或 补救处理时，同样也必须按原设计图纸要求 施工。接地装置维护检查的周期一般是：对变 电所（配电所）的接地网或工厂车间设备的接 地装置，应每年测量一次接地电阻值，看是否 合乎要求，并对比上次测量值分析其变化。对 其他的接地装置，则要求每两年测试一次，根 据接地装置的规模、在电气系统中的重要性 及季节变化等因素，每年应对接地装置进行 ｌ一２次全面性维护检查，检查的具体内容是： （１）接地线是否有折断、损伤或严重腐蚀。 ｆ２）接地支线与接地干线的连接是否牢 固。 ｆ３）接地点土壤是否因受外力影响而与松 动。 （４］重复接地线、接地体及其连接处是否 完好无损。 ｆ５）检查全部连接点的螺栓是否有松动， 并应逐一加以紧固。 ｆ６１挖开接地引线周围的地面，检查地下 ０．５ｍ左右地线受腐蚀的程度，若腐蚀严重时 应该立即更换。 （７）检查接地线的连接线卡及跨接线等的 接触是否完好。 （８）对移动式电气设备，每次使用前须检 查接地线是否接触良好，有无断股现象。 （９１人工接地体周围地面上，不应该堆放 及倾倒有强烈腐蚀性的物质。 ｆ１０）接地装置在巡视检查中，若发现有下 列情况之一时，应予以修复：摇测接地装置， 发现其接地电阻值超过原规定值时；连接线 连接处焊接开裂或连接中断晾接地线与用电 设备压接螺丝松动、压接不实和连接不良时； 接地线有机械损伤、断股、断线以及腐蚀严重 （截面减小３０％时）；地中埋设件被水冲刷或由 于挖土而裸露地面时。 综上所述，我们可以知道，防雷接地装置 的运行和维护的重要性和必要性。为了减少 雷电造成的危害以及尽量避免接地事故的发 生，我们应该引起足够的重视。 参考文献 『１１张庆河．电气与静电安全ｆＭ１．北京：中国石 化出版社，２００５ 『２１陈家斌．变电运行与维护『Ｍ］．北京：中国电 力出版社．２００４ 中国新技术新产品 一２ｌ１一