田振业
国网山东省电力公司青岛供电公司 山东青岛 266000
摘要：海岛防雷技术强调“整体防护、综合治理、层层设防”，把雷电防护看做是一项综合性的系统工程，所采取的技术措施也是多方面的。任何单一的防护措施，其效果都是有限的。综合防雷系统应包括直击雷防护（外部防护系统）和雷击电磁脉冲的防护（内部防护系统）。外部防护系统的主要作用，是捕捉雷电闪击点，保护建筑物及室外部分设备免受雷电的直接打击。外部防护系统的主要组成部分为：接闪器（避雷针、避雷带等）、引下线、接地装置。内部防护系统的主要作用，是降低雷击时的冲击电位差和磁场强度，保护电气、电子设备免受雷击电磁脉冲的危害。内部防护系统的主要组成部分为：电磁屏蔽、等电位连接、电涌保护器（SPD）等。?? ?关键词：碳凝接地装置；技术措施；应用前景；经济效益
引言：
在防雷工程设计时应系统地、因地制宜地将外部防护和内部防护有机地结合起来，贯彻整体防御思想，综合运用分流(泄流)、均压（等电位）、屏蔽、接地和保护（箝位）等各项技术，构成一个完整的防护体系，才能取得明显的效果。
一、海岛防雷的6项技术要点概括如下：?
1、接闪分流---通过外部防雷装置（避雷针、网，带等），引导落雷点，泄放雷电流，减少直击雷危害；?
2、屏蔽---用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽，屏蔽是减少感应雷通过空间的电磁场形成破坏的基本措施；?
3、接地---通过接地装置给雷电流提供一条低阻抗的泄流通道；
4、合理布线---尽量减少不闭合的环，线路走向尽量直，布线应远离大的辐射设备与大的干扰源。合理的布线能减少瞬变电磁场中的感应环路面积，避免在线路中产生感应电势；?
5、等电位连接---?将分离的金属部件连接到雷电保护系统中，这种直接的导电连接或通过浪涌保护器的连接使得雷击电流造成的电位差减少；?
6、电涌保护---对于不能直接参与等电位连接的带电体，如电源的相线和中线，仪表信号线等，应采取电涌保护措施，安装SPD，限制瞬时过电压，保护仪表设备。?
随着科学技术的发展，海岛防雷技术也获得重大突破，一种全新的防雷手段---雷电监测预警技术已经开始运用到防雷接地工程中，在上述6点防雷措施中另增加雷电预警措施，是现代防雷技术发展的必然要求，也是防雷从被动抵御转换到主动防御的重要标志。
雷电预警---雷电来临前发布预警信息，提示雷电危险等级，必要时启动应急预案，中止危险作业，进行人员疏散，切换备用电源等。? 我们认为，采用“6+1”防雷模式，是目前可知的最全面的雷电防护系统！因为只有在雷电发生前以及雷电发生后都有一套完善的应对措施，才有可能把雷电的损害降至最低。
二、应用前景
接地的主要目的是以大地作为电气设备的零电位，安全泄放雷电流或其它故障电流，避免地电位升高太大，通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全。对于电力系统以及现代化的通信、微电子设备而言，除设备和人员安全外，对保障系统和设备的稳定性十分重要。随着国民经济的发展，对于提高供电可靠性和系统运行安全性的要求也会越来越高；所以，本项目装置具有十分广阔的应用前景。
三、预计达到的技术经济指标
⑴、不容易遭受土壤酸碱腐蚀、不易破损、降阻效果好、一次投资，永久收益，地网大修时无需更换接地极，使用寿命长达30年以上。
⑵、施工方便快捷，可提高现场施工人员效率,大幅降低施工成本。
⑶、提高安全可靠性、供电可靠性，进而提高生产效益。
四、经济效益和社会效益
本项目实施后，在系统遭受雷电流、故障电流、工作接地时，能够通过地网安全释放，确实保障设备、人员安全，保障系统和设备的安全稳定运行，因而，从财务角度看，本项目创造的经济效益主要包括两部分内容：
第一，本项目实施后，能够避免对设备、人员的伤害，减少经济损失。
一般的接地装置普遍存在降阻效果低，泄流能力差的问题，使用效果很不理想，导致接地电阻达不到标准及规范的要求，影响正常安全运行，造成额外的经济损失。
第二，减少系统因接地故障造成的损坏。
发生过电压时，如果不能及时导流和泄流，将导致电网发生过电压故障，使整个电网存在严重的故障隐患，造成损失。
本项目实施后，确保电气设备的安全，防止发生人身伤亡事故，保障了电网的安全运行，减少了停电事故的发生，对保障人民正常生活和工业的正常运转有极大的社会效益。
①、优点：
A、降低接地电阻：天然矿物复合，冷加工成型陶瓷，水泥基质ES系列复合式接地模块,自然性矿物无毒无害，具有极佳的土壤亲和性和吸水性、保水性，可以创造极佳的降阻效果。使用ES系列复合式接地模块作为接地网之接地极，可获得比传统式金属接地极更佳之降阻效果，大约可以增加30~40%左右的降阻效果。
B、强大的抗压强度：抗压强度可达到18MPa(176kg/cm2,2500psi)以上，更具抗挤压性，在接地网施作完成回填夯实时，能确保接地体之完整，不会因回填挤压而轻易破碎或破裂，进而发挥最高效、最稳定的接地保护功能；接地模块若因强度不够，极易造成回填后本体之破裂或破碎，这样将只剩下降阻的功能，针对大突波电流的宣泄的能力是会因此降低的，雷克石产品在此方面运用及优秀的工艺克服了强度问题，而且具有极为优秀的导电率(ρ<0.0098Ω-M)，对接地网的构成将有非常好的帮助。
C、超长的使用寿命：永久性——ES系列碳凝接地电极是目前市售产品中使用寿命最长的。采用ES系列产品，日后如果接地铜导线腐蚀，只需更换铜导线即可，不用再更换ES系列碳凝接地电极。ES系列是由天然矿物复合，冷加工成型陶瓷，为水泥基质适合在任何地质环境下使用，无腐蚀（抗土壤酸碱腐蚀介质侵蚀）、无毒害、无环境污染。埋设于地下因泥土会阻断空气的接触不会氧化、碳化，并在地下水份(亦包括海水)的涵养下，二次水化反应会继续的进行，密度会再增大，抗压强度会持续的增加，电阻率会再降低，二次水化会不断的释放电解质，周边的土壤会持续离子化成碱性，不断降低ES系列与土壤间的接合阻抗，进而增加降阻效果，并有保护自身的作用。碳凝接地电极能二次水化是一种具有活性的材质，当然没有使用寿命的问题，更能确保接地系统长期稳定有效的运行；
D、提高经济效益：一次投资，永久收益。价格便宜，与同体积铜比较大约只需铜价格的10%左右，如果再加以考虑使用寿命，那么差距就会更大。当铜接地电极被腐蚀，接地电阻上升需要更换接地网时，所耗费资源加在一起考虑的话，那就更值得选用碳凝接地电极。同时还具有体积小、重量轻、安装方便快捷，可提高现场施工人员效率,大幅降低施工成本；
E、运输方便：碳凝接地电极采用EPE环保特制模型内包装与高品质纸箱外包装，长途运输不易损坏，因其体积小及重量轻，更能减少中转运输之成本费用，人性化的包装设计，让机具难以到达之环境也能极为便利的施做，施工现场之运输成本亦能减少；
F、接地电阻的稳定性：一般不具活性的材质，在经过冲击电流耐受实验和工频电流耐受实验产生热氧化后，其电阻率均会升高，影响接地电阻值的稳定性。但是碳凝接地电极是具有活性的碱性材质，在有足够的水分涵养下，遇到热能量会加速二次水化反应的进行，反而会增加密度、增加抗压强度，所以会再度降低其电阻率。试验证明：（a.用1KA冲击电流8/20μs耐受次数是20次,其电阻率平均降低5-7%；b.用10A工频电流耐受次数5次,其电阻率降低7%）碳凝接地电极可耐大工频和破坏电流的冲击，不受季节影响，阻值可保长期稳定。
G、金属等不具活性接地体电极在腐蚀后会释放有害氧化物质而污染地下水源，不环保。环保型碳凝接地电极具有活性，在二次水化反应过程中所释放的电解质，因具有活性会与其相接的泥土产生水化反应，结合成具有一定强度的块状物，不但会增加接地效果还不会污染地下水源，并具有长效性，极为环保。
②、水平接地体的安装：
按图纸水平接地体分布位置，开挖水平接地沟，长度按设计方案实施，挖深不小于1.5m。遇建筑物或构筑物可绕行。连接采用电焊或氧焊，搭接长度不小于扁钢宽度的2倍，焊点做去渣防腐处理。待整个地网连接后，尽量利用现场条件采用细土回填，条件允许加水夯实。
③、碳凝接地电极施工：
碳凝接地电极可采用水平及垂直埋置，其深度必须达到恒湿层但不得小于冻土层下20公分，越深效果越佳；
B、电极与电极间距以建议距离为佳，若环境条件不允许，可适度放宽或缩小；
C、地线与碳凝接地电极（316不锈钢芯架）连接时可采用多种方式连接；
D、与碳凝接地电极相接泥土，加点水捣成糊状以利其相互密切接触提高降阻效果；
E、端子压接需确实,并将螺丝确实旋紧，再用1：2水泥砂浆确实封装接头处，避免电极接头金属部分腐蚀，影响使用寿命，亦可采用沥青或防锈漆处理；
F、土方回填时请务必夯实，如此方可得到更高的降阻效果并达到更小的接地电阻值；
⑺、施工图样
引用标准
《建筑物防雷设计规范》 （GB/T 50057-2010）
《雷电电磁脉冲的防护第1部分》 （GB/T 19271.1-2003）
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 (GB 50169-2016)
《防止静电事故通用导则》 （GB 12158-2006）
《雷电防护》 （GB/T 21714.1~4-2015/ IEC 62305-1~4-2010）
《低压电涌保护器(SPD)》 （GB/T 18802 / IEC 61643）
《计算机信息系统防雷保安器》 （GA 173-2002）
《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》 （GA 267-2000）
《数据中心设计规范》 （GB 50174-2017）
《计算机场地通用规范》 （GB/T 2887-2011）
《计算站场地安全要求》 （GB/T 9361-2011）
《雷电电磁脉冲的防护第2~4部分》（GB/T 19271.2~4-2005 / IEC TS 61312-1~4：1999）
《过电压放电保护器》 （VDE-0675）
《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》 （GB/T 17626.5-2008）
《复合接地体技术条件》 （GB/T 21698-2008）