摘要：柴油发电机组及其机房的防雷保护措施至关重要，其主要作用在于保障发电机及相关电气设备的安全稳定运行，避免因雷击造成损坏、停机甚至引发安全事故。在选择柴油发电机防雷保护方式时，主要考虑发电机容量的大小、当地雷电活动的强弱以及对设备运行可靠性要求的高低等因素。

 

一、防雷系统的作用与雷击后果

 

1、防止直击雷破坏

（1）作用：通过接闪器（避雷针、避雷带等）将直击雷电流安全引入大地，避免雷电直接击中发电机、油箱、机房建筑或输配电线路，造成机械性损坏或火灾。

（2）不防护的后果：直接雷击可能导致发电机机身击穿、油箱爆炸、机房结构损毁。

2、抑制雷电感应过电压

（1）作用：

① 电源线路防护：在发电机输出端、配电柜等处安装电涌保护器（SPD），抑制雷电感应或电网侵入的过电压，保护发电机绕组、控制模块及负载设备。

② 信号线路防护：对控制线路、通信线路加装信号SPD，避免微电子设备（如自动控制器、ATS转换开关）因感应雷击损坏。

（2）不防护的后果：绕组绝缘击穿、电子控制板烧毁、自动化系统失灵。

3、均衡电位与接地保护

（1）作用：

① 等电位连接：将发电机金属外壳、油箱、管道、电缆屏蔽层等与接地系统可靠连接，减少雷击时各部件间的电位差，避免火花放电。

② 接地系统：提供低阻抗泄流通道，确保雷电流快速散入大地，降低地电位抬升。

（2）不防护的后果：设备间产生高压反击，损坏内部绝缘；人员接触设备时有触电风险。

4、保护输配电线路

（1）作用：对架空进出机房的电源线、信号线采用屏蔽电缆或穿金属管埋地敷设，并在进入机房前进行接地，减少雷电波侵入。

（2）不防护的后果：雷电沿线路侵入机房，破坏整个电力系统。

5、保障连续供电与消防安全

（1）作用：避免因雷击导致发电机故障，确保在电网停电时备用电源能及时投入，尤其对医院、数据中心、通信基站等关键场所至关重要。防止雷击火花引燃燃油蒸气或油污，降低火灾风险。

 

二、防雷系统的具体措施

 

1、柴油发电机的防雷保护措施

（1）容量在300kW及以下：可采用如图1所示的线路保护。图中采用阀型避雷器FB保护了发电机，在架空线路上采用保护间隙JX，同样起到对发电机的保护作用。另外，也可根据具体情况，只在母线上装一组避雷器，并在前一级电杆上安装保护间隙或瓷瓶脚接地，如图1（b）所示。

图1 小型柴油发电机组防雷系统接线图

（2）容量在300kW~1500kW：可采用如图2所示的线路保护。图中GB为管型避雷器，FCD为磁吹式避雷器。同时在图2（b）方案二中，还采用一段避雷线作为防雷保护措施。发电机出线经一段电缆后改架空线是地下工程常采用的一种方案。此时，电缆应直接埋入地中，使其外壳与土壤直接接触。这样电缆段就可达到分流雷电池的作用，使大部分雷电流沿电缆外皮流入大地，以大大提高保护水平。若受条件限制，不能直接埋地时，应将电缆的金属外皮进行多点接地（即除两端接地外，还应在两端之间作3～5点接地）。

图2 中大型柴油发电机组防雷系统接线图

（3）注意事项

  电缆首端的金属外皮接地必须与发电站总的接地网相连接，其接地点应尽量靠近发电机外壳的接地点。

  保护发电机首端主绝缘的专用磁吹避雷器FCD应尽量靠近发电机安装，以提高保护水平。与避雷器并联的电容器C，是为了降低侵入雷电波陡度以保护发电机匝间绝缘、降低母线振荡电压和感应过电压的。电容器通常为每相0.5～1μF，一般取0．0.8μF；电容器一般采用RJ型和YY型，星形连接，中性点直接接地。

  在高压柴油发电机中，发电机的中性点通常是不引出的，但为了加强发电机的防雷保护，可将中性点引出，通过一只阀型避雷器接地。该避雷器的额定电压不应低于最大运行相电压。对于6kV的发电机应采用额定电压为4kV的避雷器，即采用FCD4型或F2-4-4）型避雷器。

2、柴油发电机房建筑物防雷保护措施

（1）地面柴油发电站的主厂房及辅助建（构）筑物（包括供水系统）的防雷措施，应根据具体情况来确定。

（2）主厂房及辅助建（构）筑物如果独立设置，周围没有高大建筑物，可在厂区设置避雷针进行保护，排烟管、水塔较高时，均应专门设避雷针，并良好接地。如果附近厂房较多、距高大建筑物不远，可不设避雷针。

（3）柴油发电站的燃油主要为轻柴油，其闪点一般不低于65℃。按有关规程，储油罐及其库房均属第三类防雷要求的建（构）筑物，可以不装设避雷针，只要将罐体金属外壳良好接地即可。但在强雷区，当地面上油罐的金属外壳厚度在4mm以下，也可在罐顶装设避雷针，以免因雷电流造成局部损坏。凡埋地式油罐覆土厚度在0.5m以上者，不考虑防雷措施。如有呼吸阀引出地面者，应将呼吸阀接地，以保安全。

（4）地下柴油发电站无须对设备、建筑物进行防雷保护。 

 

总结：

柴油发电机防雷保护是一个系统工程，通过拦截、泄流、均压、屏蔽等多种措施，形成多层次防护，核心目标是保障设备安全，延长发电机寿命；确保供电连续性，维护关键负荷运行；防范次生灾害，避免火灾、爆炸等事故；保护人员安全，减少触电风险。对于地处雷击高发区域、野外作业或承担重要负荷的柴油发电机，必须科学设计并严格执行防雷措施。

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