在電氣系統(tǒng)中，地線作為保障設(shè)備和人員安全的重要防線，承擔著將電氣設(shè)備的金屬外殼、線路中的多余電荷以及故障電流引入大地的關(guān)鍵任務(wù)。然而，當系統(tǒng)遭遇瞬時高壓浪涌時，地線可能會成為高壓浪涌的通路，若不加以有效防范，會對電氣設(shè)備甚至整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴重威脅。因此，探討如何防止流經(jīng)地線的瞬時高壓浪涌，具有重要的現(xiàn)實意義。

一、優(yōu)化接地系統(tǒng)設(shè)計

(一)合理選擇接地方式

常見的接地方式有 TN 系統(tǒng)、TT 系統(tǒng)和 IT 系統(tǒng)。在 TN 系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的金屬外殼通過保護線(PE 線)與電源中性點直接相連，這種接地方式適用于工業(yè)企業(yè)和民用建筑等大多數(shù)場所。在選擇 TN 系統(tǒng)時，要確保 PE 線的截面積足夠大，以承受可能出現(xiàn)的故障電流和瞬時高壓浪涌。TT 系統(tǒng)則是電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地，與電源中性點的接地相互獨立，常用于農(nóng)村和一些對供電連續(xù)性要求不高的場所。對于容易遭受雷擊等產(chǎn)生瞬時高壓浪涌的區(qū)域，TT 系統(tǒng)可以通過合理配置接地電阻，有效降低浪涌電壓對設(shè)備的影響。IT 系統(tǒng)中，電源中性點不接地或經(jīng)高阻抗接地，電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地，適用于對供電連續(xù)性要求極高的場所，如醫(yī)院的手術(shù)室、礦井等。在這些場所，IT 系統(tǒng)能夠在發(fā)生單相接地故障時，維持系統(tǒng)的正常運行，同時減少瞬時高壓浪涌對設(shè)備的損害。

(二)確保接地電阻達標

接地電阻是衡量接地系統(tǒng)性能的重要指標。一般來說，接地電阻越小，接地效果越好，能夠更快地將瞬時高壓浪涌引入大地，降低設(shè)備外殼的電位。在設(shè)計和施工接地系統(tǒng)時，要根據(jù)實際情況采取有效措施降低接地電阻。選擇合適的接地材料，如采用導(dǎo)電性好、耐腐蝕的銅材作為接地極。合理布置接地極，增加接地極的數(shù)量和長度，擴大接地面積，提高接地系統(tǒng)的散流能力。在土壤電阻率較高的地區(qū)，可以采用降阻劑等輔助材料來降低接地電阻。定期對接地電阻進行檢測，確保其始終符合設(shè)計要求。

(三)做好接地系統(tǒng)的等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)是將電氣設(shè)備的金屬外殼、金屬管道、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)等通過導(dǎo)體連接在一起，形成一個等電位體。這樣可以在瞬時高壓浪涌發(fā)生時，使各部分的電位保持一致，避免因電位差而產(chǎn)生的電火花和電擊事故。在建筑物內(nèi)，要將電氣設(shè)備的金屬外殼、配電箱的金屬框架、水管、暖氣管等進行等電位聯(lián)結(jié)。在工業(yè)場所，對于大型設(shè)備、金屬橋架等也要進行等電位聯(lián)結(jié)。通過做好等電位聯(lián)結(jié)，可以有效防止瞬時高壓浪涌在不同設(shè)備之間產(chǎn)生的電位差，保障人員和設(shè)備的安全。

二、安裝浪涌防護設(shè)備

(一)選用合適的浪涌保護器(SPD)

浪涌保護器是防止瞬時高壓浪涌的關(guān)鍵設(shè)備。根據(jù)其工作原理和應(yīng)用場景，浪涌保護器可分為電壓開關(guān)型、限壓型和組合型。電壓開關(guān)型浪涌保護器在沒有瞬時高壓浪涌時，處于高阻狀態(tài)，當電壓超過一定值時，迅速變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，將浪涌電流引入大地。限壓型浪涌保護器則是通過非線性元件，如氧化鋅壓敏電阻，將浪涌電壓限制在一定范圍內(nèi)。組合型浪涌保護器則結(jié)合了電壓開關(guān)型和限壓型的優(yōu)點，具有更好的防護效果。在選擇浪涌保護器時，要根據(jù)電氣系統(tǒng)的電壓等級、預(yù)期的浪涌電流大小、安裝位置等因素，選擇合適類型和規(guī)格的浪涌保護器。在電源進線處，應(yīng)安裝通流容量較大的浪涌保護器，以保護整個電氣系統(tǒng);在設(shè)備前端，可安裝響應(yīng)速度快、殘壓較低的浪涌保護器，對設(shè)備進行精細保護。

(二)正確安裝浪涌防護設(shè)備

浪涌防護設(shè)備的安裝位置和安裝方式對其防護效果有著重要影響。浪涌保護器應(yīng)盡量靠近被保護設(shè)備安裝，以減少連接導(dǎo)線的長度，降低導(dǎo)線電阻和電感對防護效果的影響。在安裝浪涌保護器時，要確保其接地良好，接地導(dǎo)線應(yīng)短而粗，以保證浪涌電流能夠迅速引入大地。對于多個浪涌保護器的級聯(lián)安裝，要合理選擇各級浪涌保護器的參數(shù)，確保它們之間能夠協(xié)調(diào)配合，共同發(fā)揮防護作用。在電源系統(tǒng)中，通常會采用三級浪涌保護，第一級安裝在電源進線處，用于泄放大部分浪涌電流;第二級安裝在配電箱內(nèi)，進一步限制浪涌電壓;第三級安裝在設(shè)備前端，對設(shè)備進行最后的保護。

(三)定期維護和檢測浪涌防護設(shè)備

浪涌防護設(shè)備在長期運行過程中，可能會因老化、過載等原因?qū)е滦阅芟陆?。因此，要定期對浪涌防護設(shè)備進行維護和檢測。檢查浪涌保護器的外觀是否有損壞、變形等情況，查看連接導(dǎo)線是否松動、腐蝕。使用專業(yè)的檢測設(shè)備，對浪涌保護器的性能參數(shù)進行檢測，如漏電流、殘壓等。根據(jù)檢測結(jié)果，及時更換性能下降或損壞的浪涌保護器，確保其始終處于良好的工作狀態(tài)。

三、加強電氣系統(tǒng)的日常維護與管理

(一)定期巡檢電氣系統(tǒng)

定期對電氣系統(tǒng)進行巡檢，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患。檢查電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，查看是否有異常發(fā)熱、異味、噪音等情況。檢查線路的連接是否牢固，是否有破損、老化等問題。在巡檢過程中，要特別關(guān)注接地系統(tǒng)和浪涌防護設(shè)備的運行情況，確保它們能夠正常工作。對于發(fā)現(xiàn)的問題，要及時進行記錄，并安排專業(yè)人員進行維修和處理。

(二)提高操作人員的安全意識

操作人員的安全意識和操作技能對電氣系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要。加強對操作人員的培訓(xùn)，使其了解電氣系統(tǒng)的工作原理、操作規(guī)程以及防止瞬時高壓浪涌的方法。在操作電氣設(shè)備時，要嚴格按照操作規(guī)程進行，避免因誤操作而引發(fā)瞬時高壓浪涌。操作人員要定期參加安全培訓(xùn)和應(yīng)急演練，提高應(yīng)對突發(fā)情況的能力。

(三)制定應(yīng)急預(yù)案

制定完善的應(yīng)急預(yù)案，以應(yīng)對瞬時高壓浪涌等突發(fā)情況。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括應(yīng)急組織機構(gòu)、應(yīng)急響應(yīng)程序、應(yīng)急處置措施等內(nèi)容。在發(fā)生瞬時高壓浪涌時，能夠迅速啟動應(yīng)急預(yù)案，采取有效的措施進行處理，減少損失。定期對應(yīng)急預(yù)案進行演練和修訂，確保其有效性和可操作性。

防止流經(jīng)地線的瞬時高壓浪涌需要從優(yōu)化接地系統(tǒng)設(shè)計、安裝浪涌防護設(shè)備以及加強電氣系統(tǒng)的日常維護與管理等多個方面入手。通過采取綜合措施，能夠有效降低瞬時高壓浪涌對電氣設(shè)備和系統(tǒng)的危害，保障電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。隨著電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，還需要不斷探索和應(yīng)用新的技術(shù)和方法，進一步提高對瞬時高壓浪涌的防范能力。