扁电缆在户外安装时,由于直接暴露于雷电、潮湿、温差等恶劣环境,防雷和接地措施至关重要。若防护不当,雷电过电压可能击穿绝缘层,导致设备损坏甚至火灾。以下是具体的防雷和接地措施及实施要点:
一、防雷措施:阻断雷电侵入路径
1. 安装避雷装置
避雷针/避雷带
在电缆路径上方或附近建筑物顶部安装避雷针或避雷带,将雷电引至自身并泄入大地,避免直接击中电缆。
关键点:避雷装置接地电阻应≤10Ω,且与电缆保持足够距离(通常≥5米),防止反击电压。
电涌保护器(SPD)
根据系统电压(如220V、380V)选择匹配的SPD。
户外场景优先选用防水型(IP65以上)和耐候型SPD。
动态场景(如拖链)需选择抗振动、抗冲击的SPD。
在电缆两端(如配电箱、设备接口处)安装SPD,限制雷电过电压幅值,保护后端设备。
选型要求:
2. 优化电缆路径设计
避开雷击高风险区
远离孤立大树、广告牌、金属杆塔等易引雷物体,降低直接雷击概率。
在空旷区域(如农田、屋顶),电缆应埋地敷设或采用架空金属槽盒保护。
增加屏蔽层
使用带金属屏蔽层的扁电缆(如铝箔+镀锡铜丝编织屏蔽),将雷电感应电流导入大地。
屏蔽层接地:屏蔽层需在电缆两端和中间接头处可靠接地,接地电阻≤4Ω。
3. 限制感应过电压
等电位连接
将电缆金属护套、设备外壳、金属支架等通过导线连接,形成等电位体,消除雷电感应产生的电位差。
示例:在光伏电站中,将扁电缆金属护套与光伏组件支架、逆变器外壳等连接。
合理布线
避免电缆与电力线路平行敷设,减少电磁耦合。若必须并行,需保持≥0.5米间距或采用屏蔽电缆。
二、接地措施:安全泄放雷电能量
1. 接地系统设计
接地极选择
垂直接地极:适用于土壤电阻率较高区域(如岩石地),采用镀锌钢管(直径≥50mm,长度≥2.5米)或角钢(50×50×5mm)垂直打入地下。
水平接地极:适用于土壤电阻率较低区域(如农田),采用镀锌扁钢(40×4mm)埋深≥0.8米。
接地模块:在土壤电阻率极高区域(如沙漠),使用非金属接地模块降低接地电阻。
接地网布局
以电缆路径为中心,向四周辐射状布置接地极,形成网格化接地网,扩大泄流面积。
关键点:接地网边缘距电缆路径≥3米,避免接地电流对电缆产生干扰。
2. 接地连接工艺
导体选择
主接地线:采用铜排(截面积≥50mm²)或镀锌扁钢(40×4mm)。
分支接地线:采用多股铜芯线(截面积≥16mm²),与电缆金属护套、设备外壳等连接。
连接方式
压接:使用液压压接钳将接地线与电缆金属护套压接,确保接触电阻≤0.1Ω。
焊接:在接地极与接地线连接处采用放热焊接,形成永久性低电阻连接。
螺栓紧固:在设备接地端子处使用不锈钢螺栓紧固,并加防松垫片。
3. 接地电阻测试与维护
定期检测
使用接地电阻测试仪(如手摇式或数字式)每半年检测一次接地电阻,确保≤4Ω(特殊场景≤1Ω)。
检测方法:采用三极法或钳形接地电阻测试仪,避免在雨后立即检测。
降阻措施
增加接地极数量或长度。
换填低电阻率土壤(如黏土、木炭)。
施加降阻剂(如膨润土+电解质)。
若接地电阻超标,可采取以下方法:
三、特殊场景防护措施
1. 潮湿环境(如沿海、水域)
防腐处理
接地极和接地线采用热镀锌或不锈钢材质,防止腐蚀导致接触电阻增大。
在电缆接头处涂抹防水密封胶,避免水分侵入导致绝缘劣化。
防水型SPD
选择带防水外壳的SPD,防止雨水渗入导致短路。
2. 高海拔/强风区域
机械加固
电缆固定点采用双螺栓紧固,防止强风振动导致接地松动。
在架空敷设时,增加电缆下垂量(如每10米下垂0.5米),减少风振应力。
3. 爆炸危险区域(如化工厂)
防爆接地
电缆金属护套和设备外壳需通过防爆接线盒接地,避免火花引燃可燃气体。
接地线采用防爆型软铜线,并加装防爆套管。
四、安装后验收与文档管理
验收标准
接地电阻、SPD参数、屏蔽层连续性等符合设计要求。
电缆无破损、接地线无松动、避雷装置安装牢固。
文档记录
保存接地系统设计图、SPD选型报告、检测记录等,便于后期维护和追溯。
总结
扁电缆户外安装的防雷和接地需遵循“多级防护、可靠接地、定期维护”原则,通过避雷装置、屏蔽层、等电位连接阻断雷电侵入路径,结合低电阻接地系统安全泄放能量。在特殊场景下,需针对性加强防腐、防爆或机械加固措施,确保系统在雷雨季节稳定运行。
