高低压配电室防雷接地系统设计与有效性检验措施

摘要：高低压配电室是电力系统中的关键枢纽节点，其防雷接地系统的可靠性直接关乎供电安全、设备稳定运行。本文针对防雷接地系统的总体设计方案展开，包括接地系统布局、防雷分区防护、特殊区域处理等核心内容，同时对接地电阻检测、接地装置完整性测试、浪涌保护器性能检验等电位连接检测、综合防雷效果评估等有效性检验措施做了系统梳理，以此为配电室防雷接地工程的设计、施工与运维提供技术参考。

关键词： 高低压配电室；防雷接地；等电位连接；浪涌保护器

雷电灾害属于威胁电力系统安全运行的主要自然因素之一。根据中国气象局公布的2025年全国雷电监测统计数据，当年全年监测到的地闪回击次数超过了680万次，因雷电引发的直接经济损失接近12.3亿元，相较于2020年有所上升，增幅为17.6%。以江西省为例，在2025年全省共发生了127.9万次地闪，与2024年相比增加了42.2%，雷电灾害事故有43起，造成了人员伤亡情况，其中电气电子设备受损最为严重，占比达到了68%。广东省在2025年全年共发生雷电灾害233起，经济损失大约为2095.64万元，在雷灾事故中办公电子电器设备受损占了82.40%，住房建筑行业受影响程度最大。高低压配电室集中了变压器、高低压开关柜、继电保护装置、自动化控制设备等大量关键电气设备，一旦遭受雷击，不但可能导致设备损坏与供电中断，还可能引发火灾、人身触电等次生事故。在2025年第三季度，全国通过国家预警发布系统发布的雷电预警信息累计超过了6.1万条，位居各类预警之首。所以科学合理的防雷接地系统设计、严格的检验措施，是保障配电室安全运行的基石。

1 高低压配电室防雷接地系统设计

1.1 接地系统总体设计方案

高低压配电室的接地系统常常会采用共用接地装置的方式，也就是把防雷接地、工作接地和保护接地都统一归入同一个接地网之中，以此来达成低阻抗泄流通道的统一建立。接地网一般是由水平接地体、垂直接地体共同构成的：水平接地体多数情况下采用热镀锌扁钢，沿着配电室基础外侧、电缆沟底部进行铺设，进而形成闭合的环形回路，而垂直接地体则是采用热镀锌角钢或者钢管，按照一定的间距垂直地打入水平接地体下方，其顶部埋设的深度要处于冻土层之下[1]。整个接地网通过焊接连接起来，从而形成一个可靠的整体，焊接的地方需要做好防腐处理工作。在设计的时候要综合考量土壤电阻率、接地电阻目标值、设备布置情况，如果有必要的话，可以采用换土、降阻剂或者深井接地等辅助降阻举措，保证接地电阻能够符合规范要求。

1.2 防雷系统分区防护设计

按照雷电防护区的划分原则，对于高低压配电室的防雷保护而言，应当采用分级分区的方式。外部防雷主要是借助接闪器和引下线，将直击雷电流安全地导入大地。在配电室屋顶沿着女儿墙敷设避雷带当作接闪器，利用结构柱内的主筋作为自然引下线，或者单独明敷热镀锌圆钢引下线。内部防雷着重于防范雷电电磁脉冲的侵入：在电源进线的地方安装第一级浪涌保护器，在分配电柜的地方安装第二级保护，在精密设备前端安装第三级保护，以此建立起逐级限压的能量配合模式。并且，进出配电室的金属管线都应在入口处进行接地处理，电缆适宜穿金属管埋地敷设，进而降低雷电波沿线路侵入的风险。各个防护分区之间通过屏蔽等电位连接与合理布线相互配合起来，建立起完整的防护链条。

1.3 特殊区域防雷接地设计

高低压配电室里的特殊区域主要涵盖变压器室、电容器室、控制室等，这些区域对于防雷接地有着不一样的要求。变压器室的中性点要直接连接到接地网，它的金属外壳、底座还有轨道都必须可靠接地，同时要保证接地路径短而阻抗低[2]。电容器室因为内部有很多电力电容器，要特别留意谐波电流对接地系统热效应的影响，接地导体的截面得留有足够的余量。控制室作为二次设备与自动化系统的关键区域，对接地质量有更高要求：要设置局部等电位端子板，把机柜、操作台、屏蔽电缆的屏蔽层、防静电地板等都统一连接到等电位网络，并且采用单点接地或者星形接地的方式，防止接地回路中出现环流干扰弱电信号。另外，电缆沟里的金属支架、桥架、穿线管都要每隔一定距离与接地干线跨接，保证全线电位均衡。

2 防雷接地系统有效性检验措施

2.1 接地电阻检测与评估

接地电阻是评价接地系统泄流性能的重要指标，一般通过三极法或者四极法来进行检测。进行检测的时候应当挑选土壤湿度比较稳定的季节，要避开在下雨之后不久就去测量，防止土壤含水量发生变化致使数据不准确。在测量期间要科学安排电流极与电位极的位置，保证测试电流场不会受到附近金属构筑物或者地下管线的干扰。要是是共用接地系统，那么接地电阻值应该以所有接地类型里最严格的限值作为标准。如果实测值超过了设计允许范围，就要分析出现原因并实施相应的降阻改造举措。因为接地电阻会随着土壤温度、湿度、腐蚀程度产生季节性波动，建议在雷雨季节前后各做一次检测，并且建立历年检测数据的动态档案，用来评估接地系统的长期稳定性，12025年全国防雷检测行业市场规模与增长情况见下表。

表1 2025年全国防雷检测行业市场规模与增长情况

2.2 接地装置完整性及导通性检测

接地装置完整性检测重点在于对接地体、接地干线、分支接地线展开检查，查看它们是否存在腐蚀断裂、机械损伤或者焊接点松脱等缺陷情况。对于明敷设的接地线，可以借助外观巡视并配合敲击检查的方式，来发现比较明显的锈蚀与松动现象，而对于埋地部分，则需要利用接地导通测试仪测量各个测试点之间的直流电阻值。导通性检测的关键要点在于确定接地网各节点之间是否形成了连续的电气通路，要是发现某段回路的电阻出现异常增大状况，要进一步排查该区域段是否存在断点或者接触不良问题[3]。在进行检测的过程中，还要重点关注接地干线与设备接地端子之间的连接可靠性、跨接线的紧固状态。对于所发现的问题要及时予以修复，并且做好记录和标记工作，以此保证接地装置在整个生命周期内能够维持良好的电气连续性。

2.3 浪涌保护器（SPD）性能检验

浪涌保护器性能检验涵盖外观检查、运行状态指示确认、电气参数测试这三方面内容。外观检查主要是对SPD壳体的状况展开观察，查看其有没有出现裂纹、灼痕或者变形的情况，同时还要留意接线端子是不是松动或者氧化了。大多数SPD会配备窗口指示或者状态指示灯，在正常状态下指示灯呈现绿色或者是“OK”标识，要是变为红色或者“FAIL”标识就表明保护元件已经劣化或者失效，这时候需要马上更换[4]。电气参数测试要借助专用检测仪器来测量SPD的漏电流、残压、启动电压等关键指标，以此判断其是否依然处于设计标称范围之内。进行检验的时候还要关注SPD前端后备保护器件配置得是否合理，熔断器或者断路器的额定电流应当和SPD的最大持续工作电流相匹配才行。因为SPD在遭受雷击后内部压敏电阻可能会逐渐退化，所以建议每年至少要进行一次全面检验，并且在雷雨季节来临之前做好重点排查工作。

2.4 等电位连接有效性检测

等电位连接有效性检测，其目的是验证配电室内不同金属构件之间有没有可靠的电气导通状况，以此保证在雷电流或者故障电流通过时，各个部位的电位基本维持一致，防止出现危险的电位差。进行检测的时候要运用低电阻毫欧表去测量等电位端子板跟各连接对象之间的过渡电阻，这个阻值不能超过规定限值。检测范围涵盖了设备金属外壳、电缆桥架、金属管道、门窗框架、防静电地板支架、接地干线等所有能够导电的部分。对于控制室与弱电设备区域而言，还要着重检查等电位网络和屏蔽接地之间的连接是不是规范，防止出现悬浮电位的情况。要是发现某个连接点的过渡电阻超标，就要去检查连接导体截面有没有足够大、接触面是否氧化或者螺栓有没有松动，并且及时采取清洁、紧固或者更换导体的补救举措[5]。

2.5 综合防雷效果评估方法

综合防雷效果评估属于一个将设计复核、现场检测、运行数据相互结合起来进行评价的过程。在进行评估工作的时候首先要对防雷接地系统的设计图纸展开复核，确认接闪器的布置、引下线间距、接地网构成、SPD配置等方面是否符合现行规范的要求[6]。接下来要汇总接地电阻检测、导通测试、SPD性能检验等电位连接检测等一系列实测数据，对照设计指标一项一项地评判其合格率。并且需要收集配电室历次雷雨季节之后的设备故障记录、运行异常情况，分析故障与雷电过电压之间是否存在关联，进而判断防雷系统的实际保护效能。对于存在防护盲区或者保护裕量不足的区域，应当提出具有针对性的改进建议。综合评估报告要作为后续运维管理的重要参考依据，指导防雷接地系统的持续优化、升级工作。

结论：

高低压配电室防雷接地系统的设计要依据共用接地、分级防护等电位联结这些基本原则来展开。从接地网建立开始，一直到防雷分区设定、特殊区域的处理，整个过程形成一套完整的防护模式。有效性检验措施包括多个方面的检测手段，如接地电阻、装置导通性、SPD性能等电位连接都要进行检查，最后借助综合评估的方法来确定系统的实际防护能力。只有把科学的设计和严格的检验机制结合起来，才能够为配电室的安全运行提供可靠的保障。

参考文献：

[1]郝维莉,韩涛. 建筑工程供配电室和箱变防雷综述[J].现代建筑电气,2024,15(2):60-63.

[2]李大盛. 浅谈低压配电系统的改造[J].西部广播电视,2022,43(3):222-224+234.

[3]郭栋. 污水处理厂变配电系统设计[J].自动化应用,2022,(1):110-112.

[4]刘春华,宋秀辉,宋宪堂,等. 矿山高压供电架空线路防雷措施及效果[J].有色矿冶,2021,37(1):37-39.

[5]刘霞. 硫磺回收装置的电气防雷接地设计要点[J].硫磷设计与粉体工程,2020,(4):10-12+5.

[6]袁明珠. 高山广播电视发射台综合防雷保护措施[J].广播与电视技术,2019,46(1):96-100.