电 源 配 电 系 统
防 雷 方 案
一、概 述
在雷电环境下，建筑物低压配电系统存在雷电流引入风险，会造成用电设备损坏。为减少雷电灾害，结合建物防雷规范要求，提出如下防雷方案。
二、雷电灾害
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。
具体解释说明如下： ? 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。
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三、基本防雷措施
依据国家《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-94）（2000年版），针对电气设备及电子信息化系统，提出如下基本防雷措施：
i. ii.
建筑物防雷：按照第二类防雷建筑物的防雷措施要求设计、安装。 建筑物屏蔽：将建筑物所有金属构件全部电气连接，形成法拉第笼式结构。
iii.
共用接地：防直击雷、防雷电感应、电气设备、信息系统等共用同一个接地装置。
iv.
等电位连接：进入建筑物的金属导电物（供电线路、通讯线路、金属管道等），在建筑物防雷分区的界面处，与接地系统做等电位连接。 v.
机房设置与合理布线：机房及贵重电气设备应设置在建筑物顶楼层下数第四层以下，越低越好。建筑物内设备与线路安装位置，应与外墙保持一定距离，供电线路、通讯线路须平行敷设，各线之间必须保持一定距离。
vi.
线路屏蔽与接地：在户外埋地或架空敷设的供电、通讯金属线路，宜采用屏蔽线，屏蔽保护层至少在两端接地。在户内外敷设的用于屏蔽线路的金属管、金属槽，必须电气连通，并至少在两端接地。
vii.
安装避雷器：避雷器（也称：电子避雷器、电涌保护器、过电压保护器、防雷器、SPD等）可抑制供电、通讯线路引入的雷电流或工业浪涌，避免设备过电压损坏。
四、低压配电系统防雷设计
电源避雷器原理：在电源线与地线之间连接非线性元件，在电源线路引入雷电流时，非线性元件短路，将电源线路的雷电流释放入地。
电源避雷器每次释放雷电流的大小取绝于①电源避雷器的启动电压；②电源避雷器的响应时间；③电源避雷器的保护水平；④地线的冲击阻抗；⑤电源避雷器驳线冲击阻抗等，安装一组电源避雷器只能释放绝大部分低压电源线路引入的雷电流，安装多组电源避雷器，多次释放雷电流，到达设备端口的雷电流才能更小。参考如下示意图：
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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A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B类电源避雷器，作为电源线路第二
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）。电源避雷器安装如下图：
2．TN-C方式，避雷器安装设计
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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），电源避雷器安装如下图：
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成套电气设备防雷方案
