在电气设计领域,变电站的防雷与接地设计是至关重要的一环。尽管资深技术人员对此十分熟悉,仍有不少设计人员在此方面知识储备不足。防雷与接地技术广泛应用于建筑电气工程,而变电站作为电力系统的核心部分,一旦遭受雷击,不仅会造成大范围停电,还可能导致电气设备内部绝缘损坏,且多数情况下无法自行恢复。因此,科学、规范的防雷与接地设计尤为关键。那么,应如何进行设计?又需掌握哪些相关规范?
避雷网
避雷网主要用于保护平面或斜屋面且面积较大的建筑物。其安装步骤包括沿屋顶边缘及凸出部位敷设避雷线。避雷线通常采用直径12mm至16mm的镀锌圆钢,并借助专用卡具或同规格圆钢予以固定。随后,在屋面以相同材料划分出6m×6m、6m×10m或10m×10m的网格系统。
避雷带
避雷带,亦称均压环,主要用于高层建筑的立面与侧边防雷。通常采用直径12mm圆钢或12mm×4mm扁钢预埋于建筑圈梁外侧,并与结构柱内主钢筋可靠焊接。此外,建筑外墙上的金属窗框、金属构件等均需与避雷带进行多点有效连接。避雷带应可靠接地,若独立设置接地装置,其接地电阻应小于10Ω,一般建议接入主接地网。
防雷器
作为变电站用电设备的第一级防护,一级防雷器通常装设于380V低压总进线柜,位于总断路器或熔断器之后。该类防雷器具备高流通能力和低残压特性,可为全站设备提供基础防雷保护,也可选用防爆型电源防雷箱单独安装。建议选用火线与零线截面为10mm²、地线截面不小于16mm²的电缆进行连接。若设置前端保护开关,其额定电流应小于主线路开关,一般推荐使用100A熔断器。
接地装置的设置
针对单台配电变压器中性点接地,一般采用扁钢将多根垂直接地体焊接成整体。接地体埋设深度为0.8米,每根垂直极长度为2.5米,相邻垂直接地体间距为5米,确保整个接地系统布置合理。
配电室接地系统基本要求
接地网整体接地电阻应不大于4Ω,如测试结果不满足,应扩大水平接地体敷设范围。
室外水平与垂直接地体应埋设于土壤中,深度不低于0.8米。接地网外缘宜设计为圆弧形,半径建议为3.5米。室内地网则敷设于地面找平层内。
回填土应选用低电阻率土壤,并直接覆盖水平接地体,以降低接地电阻。
接地体连接须采用搭接焊,搭接长度应满足扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍,焊接部位应作沥青防腐处理。
所有设备基础、构架、支架、预埋件及电缆沟内接地带等,均须设置接地引下线并与主接地网可靠焊接。
电缆沟内预埋件应多处与接地网主干线相连,支架与接地网连接应牢固。设备接地引下线禁止直接连至电缆沟接地带。
室内地面预埋件均应与本层接地网可靠连接,严禁采用串联方式连接多个接地点。
如接地网主干线与建筑基础冲突,应调整走向或绕行,严禁切断主干线。
所有接地材料必须进行热镀锌处理,施工须遵循《电气装置安装工程施工及验收规范》。
从室外主接地网多点引接接地扁钢,沿内墙敷设至屋顶避雷带,连接点应靠近垂直接地体。
建筑柱体、楼板及屋顶结构钢筋应分别引出接地线与各层接地网焊接。
变压器接地网须与主接地网相连,两网地下连接点之间的接地体长度不应小于15米。