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建筑物低压配电系统防雷方案

21-08-18

雷电是带电雷云对雷云或地面放电的物理现象。雷电灾害主要包括直击雷、雷电静电感应、雷电磁脉冲等多个方面。


直击雷:

直击雷是指雷云直接对地面放电的物理现象。地面受到直击雷雷击,雷击地点将产生瞬时大电流,若不能将雷电流及时释放,受雷击的物体瞬间产生大量热,造成物体膨胀、熔化、燃烧、爆炸等损坏。
通常情况下,建筑物必须考虑直击雷的危害。国家颁布的《建筑物防雷设计规范》就是针对可能因直击雷带来重要损失的建筑物,确定了非常详尽的防雷设计、安装、验收等条例。

雷电静电感应:

雷电感应是指当天空有带电的雷云出现时,雷云下金属线路、金属物等,由于静电感应的作用而带上与雷云相反的电荷。当雷击发生后,雷云电荷通过闪击迅速消失。金属线路上的感应电荷沿线路传播,造成设备的线路端口出现瞬时过电压。金属物上的感应电荷,若不能及时消失,将会出现对外放电现象,形成火花。

雷电磁脉冲:

雷电磁脉冲是指由于雷电流有极大的峰值和徒度,雷电闪击瞬间,在所发生区域内,瞬时形成雷电磁场。在变化的雷电磁场作用下,区域内所有金属线路感应形成瞬时雷电流。若雷电流侵入到供电线路、通讯线路中,将会造成设备的线路端口出现瞬时过电压。

进入建筑物之前的低压配电系统线路(包括高压线、低压线两个部分),受到直击雷、雷电静电感应、雷电磁脉冲的影响,使得低压配电系统线路引入雷电流。进入建筑物之后的低压配电系统线路,有建筑物的防直击雷保护与建筑物的电磁屏蔽保护,受雷电影响较小。

因此,低压配电系统防雷就是防止低压配电系统从建筑物以外线路引入雷电流。


基本防雷措施


针对低压配电系统,常用避雷器型号与参数如下:


1. B类三相电源避雷器(用于TN-S系统)
型号:TY-25GR 4P
最大连续工作电压:385V~
雷电冲击电流:25kA(10/350μs)
标称放电电流:25kA(8/20μs)
最大放电电流:50kA(8/20μs)
主要功能:安装在总电源配电柜内,作为电源线路第一级防雷保护。

2. B类三相电源避雷器(用于TN-C系统)
型号:TY-25GR 3P
最大连续工作电压:385V~
雷电冲击电流:25kA(10/350μs)
标称放电电流:25kA(8/20μs)
最大放电电流:50kA(8/20μs)
主要功能:安装在总电源配电柜内,作为电源线路第一级防雷保护。

3. B类三相电源避雷器(用于TT系统)
型号:TY-25GR 3P+NPE
最大连续工作电压:385V~
雷电冲击电流:25kA(10/350μs)
标称放电电流:25kA(8/20μs)
最大放电电流:50kA(8/20μs)
主要功能:安装在总电源配电柜内,作为电源线路第一级防雷保护。

4. C类三相电源避雷器(用于TN-S或TN-C-S系统)
型号:TY-40 4P
最大连续工作电压:385V~
标称放电电流:20kA(8/20μs)
最大放电电流:40kA(8/20μs)
主要功能:安装在分电源配电箱内,作为电源线路第二级防雷保护。

5. C类三相电源避雷器(用于TT系统)
型号:TY-40 3P+NPE
最大连续工作电压:385V~
标称放电电流:20kA(8/20μs)
最大放电电流:40kA(8/20μs)
主要功能:安装在分电源配电箱内,作为电源线路第二级防雷保护


低压配电系统防雷设计


低压配电系统防雷保护方法如下:

建筑物总电源配电柜,安装B类电源避雷器,作为电源线路第一级防雷保护;
建筑物二次电源配电柜(箱),安装C类电源避雷器,作为电源线路第二级防雷保护;
建筑物三次电源配电柜(箱),安装C类电源避雷器,作为电源线路第三级防雷保护;
重要设备端口,安装D类电源避雷器,作为电源线路终端级防雷保护。

常见低压配电系统的避雷器安装设计如下:

1.TN-S方式,避雷器安装设计
TN-S是三相五线配电方式,在变压器低压端,采用五芯电源线(或铠装四芯电源线)将低压电源引入建筑物,电源地线(或铠层)与建筑物地线连接,作为保护地线(PE)


2.TN-C方式,避雷器安装设计
TN-C是三相四线配电方式,在变压器低压端,采用四芯电源线将低压电源引入建筑物,建筑物地线引出保护地线(PE),电源零线与建筑物地线连接(零线重复接地),三相四线(TN-C方式)换成三相五线(TN-C-S方式)。


3.TT方式,避雷器安装设计
TT是三相四线配电方式,在变压器低压端,采用四芯电源线将低压电源引入建筑物,建筑物地线引出保护地线(PE),保护地线(PE)与低压电源线路没有关联