礦區(qū)35kV線路防雷措施的探討

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力企業(yè)受到了人們的廣泛關(guān)注。輸電線路是保證礦區(qū)生產(chǎn)生活的重要電力設(shè)備，但是由于線路避雷設(shè)施不齊全或設(shè)置不當(dāng)，輸電線路會(huì)受到雷擊導(dǎo)致不能正常供電，特別是架設(shè)在山區(qū)或空曠地帶的架空線路，在雷電多發(fā)季節(jié)易受雷擊造成線路開關(guān)跳閘，給用戶生產(chǎn)生活造成很大的影響，對(duì)礦井造成通風(fēng)不暢、瓦斯聚集等重大事故，也會(huì)給國(guó)家造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，所以我們必須重視對(duì)輸電線路的防雷措施。文章主要以35kV輸電線路為例，從幾個(gè)方面具體闡述了輸電線路的防雷措施及防雷裝置的維護(hù)和管理，供大家參考。

關(guān)鍵詞：線路防雷；雷電保護(hù)器；避雷線；裝置；維護(hù)

礦區(qū)35kV輸電線路為同塔架設(shè)，一主供一熱備，主要為礦區(qū)和礦井供電。沿線海拔在1000-2000m之間，主要地貌為平原地段，桿塔位礫石、礫沙和基巖面在地表時(shí)現(xiàn)。全線桿塔共有43基，全長(zhǎng)7.449km，這一帶雷電活動(dòng)頻繁，年均雷暴日數(shù)在50天以上，35kV高壓輸電線路地處空曠地帶，遭受雷擊的幾率很高，礦業(yè)用電的持續(xù)性和安全性難以保障，直接影響到礦井安全生產(chǎn)。

1 雷電分析

1.1 直擊雷

雷電和導(dǎo)線或設(shè)備發(fā)生直接的接觸，對(duì)設(shè)備本身或者其絕緣體造成損壞，這便是直擊雷。在線路中雷電波通過(guò)直擊雷使線路中的導(dǎo)線及導(dǎo)線之間的反擊會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度過(guò)電壓。通常說(shuō)來(lái)，線路一般在兩種情況下容易遭受直擊雷：（1）線路沒(méi)有架空避雷線的保護(hù)；（2）架空地線受到損壞，屏蔽效果較差。無(wú)論哪種情況，結(jié)果都是一樣的，在遭受的直擊雷之后，雷電波在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到閃絡(luò)電壓波，然后阻斷絕緣子閃絡(luò)電壓波。

1.2 反擊

當(dāng)出現(xiàn)架空地線接地等相關(guān)情況或者類似于鐵塔等物體時(shí)，因?yàn)槠浔旧淼臎](méi)有來(lái)得及釋放，大量電流會(huì)瞬間傳遍整個(gè)設(shè)施，造成絕緣體閃絡(luò)，因?yàn)橛欣纂姴ǖ膶?dǎo)入在導(dǎo)線里。因此形成的現(xiàn)象，即為鐵塔反擊。鐵塔反擊造成的直接后過(guò)就是破壞了線路的正常運(yùn)行，因?yàn)殍F塔反擊很大幾率已經(jīng)突破了絕緣子，形成了短路或者其他事故。

1.3 感應(yīng)雷

當(dāng)天氣是雷雨的時(shí)候，雷云本身的電荷極性與雷云附近的鐵塔的導(dǎo)線上靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的電荷極性并不相同。導(dǎo)線中所接受的電荷因?yàn)樗谖恢玫牟煌?，所以流往不同的地方，接近大地的一?cè)，會(huì)通過(guò)同個(gè)節(jié)點(diǎn)流往大地，接近雷云的一側(cè)，電荷則全部被導(dǎo)線承受，如果這時(shí)候是雷云向云間放墊，那么最終會(huì)沒(méi)了電荷，與之相同結(jié)果是雷云的放電對(duì)象是大地。因此感應(yīng)雷就是這樣一種情形，出于對(duì)以上方式的回應(yīng)，接近雷云側(cè)被導(dǎo)線承受的電荷形急速傳播的自由電荷。感應(yīng)雷的破壞范圍有一個(gè)臨界閥值，普遍認(rèn)為這個(gè)臨界閥值是35kV，絕緣水平低于等于35kV都會(huì)受到較大的破壞，反之較小。

2 防雷指標(biāo)

防雷在各個(gè)不同的行業(yè)有著不同的指標(biāo)，現(xiàn)在我們主要討論工程上的防雷指標(biāo)，一般認(rèn)為輸電線路的耐雷水平是其中最終的指標(biāo)之一，另一個(gè)重要的指標(biāo)是單位時(shí)間雷擊跳閘的概率。耐雷水平的含義是線路承受雷擊時(shí)的臨界閥值，高于此數(shù)值就會(huì)對(duì)線路造成大的破壞，低于此數(shù)值則不會(huì)。單位時(shí)間雷擊跳閘概率的單位時(shí)間一般限定為一年之中遭受雷擊的40次為一個(gè)單位，百千米單位線路在這段時(shí)間內(nèi)因雷擊造成的跳閘，統(tǒng)計(jì)此次數(shù)即為雷擊跳閘率。因?yàn)椴⒎敲磕甑睦子晏鞖獠⒉皇谴_定的，也非相同天數(shù)，所以為了使雷擊條債率更接近真實(shí)水平，所以要取得多年的累計(jì)率，取其平均值。

3 防雷線在防雷方面的重要功能

（1）可以盡量避免導(dǎo)線與雷電的直接接觸。

（2）分流電流，避免廣大電流通過(guò)導(dǎo)線。

（3）有著與導(dǎo)線間的耦合作用。

（4）可以有效地降低感應(yīng)過(guò)電壓。

4 防雷措施

防雷措施首先要確保的是導(dǎo)線要免受直擊雷的破壞，再就是要盡量確保線路在雷雨天的正常安全運(yùn)行，減少甚至杜絕各類雷電事故。再就是要防止發(fā)生鐵塔反擊、線路污閃掉閘等情況。因此為了防止直擊雷，應(yīng)該裝設(shè)線路架空避雷線。為了防止雷擊事故，應(yīng)裝設(shè)避雷器，為了避免鐵塔反擊等情況，應(yīng)該裝設(shè)避雷針。裝設(shè)避雷線、避雷器、避雷針是目前工業(yè)內(nèi)部采用較為普遍的三種避雷措施。

通過(guò)三種方式在實(shí)踐中所取得的發(fā)類成果來(lái)看，在架空線路上安裝避雷器是目前為止性價(jià)比最高且成效最為顯著的避雷措施。因?yàn)橥ㄟ^(guò)三種方式的對(duì)比我們可以看出，架設(shè)避雷線的先期投入以及施工難度都偏大，而且成效一般，導(dǎo)線本身有著非常良好的導(dǎo)電性，所以直擊雷幾乎不會(huì)造成導(dǎo)線的中斷。再就是通過(guò)多次的事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其實(shí)造成斷線的根本原因是雷電波的導(dǎo)入。而避雷器的架設(shè)可以很好地對(duì)釋放導(dǎo)線的過(guò)電壓。防止電壓超過(guò)導(dǎo)線的臨界閥值造成斷線，因此起到了良好的防雷效果。

一是在雷擊事故多發(fā)的部分線路上裝設(shè)避雷針，用以測(cè)試原來(lái)的鐵塔架空引線是否已經(jīng)達(dá)到了臨界閥值，對(duì)于阻值大于10Ω的鐵塔架空引線，要即使進(jìn)行改造。一直到阻值符合在臨界閥值以內(nèi)的某個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)為止。

二是分階段，按步驟的逐漸用FXBW4-35/70符合絕緣子替代原有的性能較差的懸垂絕緣子，這樣可以是線路安全得到更加確切的保證，而且減少了線路絕緣的污閃。

三是要有專人定時(shí)巡查線路狀況，尤其是某些容易發(fā)生事故的薄弱環(huán)節(jié)，比如導(dǎo)線接口，要實(shí)時(shí)對(duì)接觸面的阻值進(jìn)行檢測(cè)，防止阻值過(guò)高。在導(dǎo)線已經(jīng)收到雷電破壞時(shí)，更要及時(shí)運(yùn)用專業(yè)修工具進(jìn)行修補(bǔ)，防止破壞范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，最終造成嚴(yán)重的短線事故。通過(guò)這些措施的實(shí)施，并進(jìn)行觀察分析，最終得出較為滿意的結(jié)果。線路導(dǎo)體的防雷性能大大提高，雷電事故發(fā)生的次數(shù)已經(jīng)越來(lái)越少，由雷電事故等引起的其他類型不安全因素也得到很好的遏制。礦井的供電也越來(lái)越穩(wěn)定與安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

線路避雷并不能保護(hù)整條導(dǎo)線的安全，其有一定的有效范圍，所以要在一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線上裝設(shè)一定量組的避雷器，以使每一段導(dǎo)線都在某一個(gè)避雷器的有效保護(hù)范圍之內(nèi)為宜。由于避雷器都有一定量的容量，而雷電的能量是不可預(yù)測(cè)的，所以會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)雷電的能量大于避雷器容量的情況。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，除了增加避雷器的組數(shù)外，即使避雷器沒(méi)有完全被破壞，也要及時(shí)地對(duì)避雷器進(jìn)行檢測(cè)以及更換，防止避雷器接地短路事故的發(fā)生。作為線路的管理單位，在選擇具體防雷措施時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境以及輸電線路的具體情況，盡量在達(dá)到防雷目的同時(shí)，節(jié)省開支。我國(guó)礦井多采用35kV供電方式，如何提高線路防雷電能力是煤礦供電部門急待解決的問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：段志忠（1970，9-），男，漢族，神華寧煤集團(tuán)銀北礦區(qū)水電分公司。