低压配电柜受雷击的分析与应对方法

低压配电柜受雷击的分析与应对方法
在很多低压配电系统中，都采用电感架空线的方法进行敷设，特别是在较偏远的农村和人口密度较小的地方都采用了这种架空方法，这样可以降低造价成本。但这种架空配线方法在雷区很容易受到雷击。本文就低压配电柜受雷击出现爆炸的情况进行分析。
一、事故的过程及现象
某单位的低压配电室，配线方法是从总配电房用水泥电杆架空1500m直接进入配电室，在2012年7月的一次雷击事故中，配电室内总开关和配电箱内元器件被烧毁，造成总配电房总开关跳闸。

二、事故原因分析
电气设备受雷击，主要是由直击雷、感应雷、雷电波清儒、雷球造成。故障的原因都是因为过电压使电气设备的绝缘受到破坏。雷电过电压在供电系统中所形成的的雷电冲击电流，其幅值可高达几十万安，而产生的雷电冲击电压幅值经常为几十万伏，甚至*高可达百万伏，故破坏性极大。从事故现场来分析，造成事故的原因有以下几点。
1.配电柜安装的位置不太合理
配电柜距避雷器引下线和接地装置太近。当受到直击雷时，巨大的雷电流流进防雷装置时会造成防雷装置的电位升高，这样的高电位同样可以作用在电气线路、电气设备或其他金属管道上，他们之间产生放电。出现很高的反击电压使设备的绝缘破坏。而受到感应雷时，由于雷电流的强大电厂和磁场变化产生静电感应和电磁感应，能在配电柜与引下线的金属部件之间产生很高电位差造成电火花放电，把金属烧熔。
2.接地电阻不符合要求
从现场测量数据可见，整个接地网电阻超过30Ω。各种雷电保护装置的接地是否良好，对被保护物的安全有着密切的关系。对防雷接地来说，其允许的接地电阻应为5~30Ω。如果接地电阻太高，不能迅速泄放雷电流，使防雷装置对地产生高电压。
3.架空进户线上应装设避雷器
南方是多雷区，在空旷地方的架空线路很容易受到雷击。当架空线受到雷击后，如果在入户线处没有安装避雷装置，强大的雷电流和高压就会加到配电装置上，使设备的绝缘破损，造成短路事故。
三、改善方法
从对系统故障情况分析可知，雷击时系统产生过电压是造成设备损坏的主要原因。为了限制接地电位升高，避免配电装置受到雷击时过电压，必须对配电系统采取一些预防和保护措施。
1.调整低压配电柜与避雷针引下接地线的距离，使配电柜与地线之间的空气距离满足：

式中：SK为空气中距离，m；
RCH为独立避雷针的冲击接地电阻，Ω；
h为避雷针检验点的高度，m。
2.改善避雷线接地电阻。
1）加大接地网的面积，深度接地体，同时利用化学降阻剂人工改善地电阻率。使系统的接地电阻在4Ω以下。
2）引下线不得小于两根，并沿建筑四周均匀和对称布置，其间距不得大于18m。防雷接地、电气设备接地应共用一个接地装置。当不共用时，两者间在地中的距离应符合下列表达的要求。但不应小于2m。

式中：SC为地中距离，m；KC为分流系数。单根引下线为1，两根引下线接闪器不成闭合换的多根引下线应为0.66，接闪器闭合环或网状的多根引下线应为0.44.在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体。
四、改变架空进线方法以防雷电波侵入
将低压架空线路在进户前改换一段埋地金属铠装电缆或护套电缆穿管埋地引入，其埋地长度应符合下列公式的要求，但电缆埋地长度不应小于15m。入户端电缆的金属外皮、钢管应与防雷的接地装置相连。在电缆与架空线连接处应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地、其冲击接地电阻不应大于10Ω。

式中：L为金属铠装电缆或护套电缆穿管管埋于地中的长度，m；p为埋电缆处的土壤电阻率，Ω·m。
五、结束语
为了防止雷击事故，保证供电的正常运行。应采取必要的经济合理的防雷保护措施。对配电线路及配电线路上安装的各种配电设备，根据具体条件和要求装设相应的防雷保护装置。此外还应注意保护装置的合理配电和避雷器的质量，只有这样才能尽可能的避免雷击事故的发生。经过对线路及配电设备的改造后，可有效降低低压配电柜被雷击的概率。
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