浅谈煤矿变电所的防雷措施.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 浅谈煤矿变电所的防雷措施 1 雷云的形成和雷电发展 雷电是大气中自然放电现象，一般叫闪电，它的形状分为线状、带 状、 片状和球状。 按空间位置可分为雷云之间和雷云对大地之间两类。 前者发生在高空，对人类危害较小，后者为发生在雷云对大地间的落 地雷，尤其是负极性落地雷，对人体和设备危害最大，是造成煤矿变 电所雷击事故的主要来源。 雷电与雷云的存在分不开， 在天气闷热时， 热空气上升到高空遇到冷空气，水蒸汽结成水滴，在重力作用下向下 运动，与继续上升的热空气发生碰撞出现水滴分离形成微细水滴，这 些水滴随风吹聚形成带负电的雷云，雷云是产生雷电放电的前提。负 极性的落地雷的发展可分为以下三个阶段。 11 先导放电 当天空中有带负电电荷的雷云时，由于感应作用，地面和地面物体 都带上正电荷，雷云中某处电荷较多就使该处附近电场强度增大，增 大到一定值时，就使空气绝缘被破坏，开始出现游离，形成先导放电 通路，方向从雷云向大地逐级发展（放电速度约数 10km/s） ，向下发 展到一定高度时，地面物体可能产生向上的先导，它影响下行先导的 发展方向和雷击点的方位。 12 主放电 下行先导的极高电位和上行先导的感应电荷与大地距离较小，在电 场强度足够大时，就使剩余的空气隙被击穿，游离出来的电子很快流 入大地，大量地面电荷迅速冲向雷云，就会产生很强的光亮和巨大的 欢迎光临安全人之家 https:/ 雷声。主放电电流极大，大多数雷电流瞬间幅值约数 10kA，少数可 达数百千安。剧变的雷电流产生过渡过程，形成雷电冲击波，使雷击 点周围的磁场出现很大的变化。虽然主放电时间只有几十微秒，但破 坏作用极大，造成人畜伤亡、建筑物和设备损坏及引起火灾。 13 余辉放电 主放电后， 雷云中的剩余电荷按通路持续流入大地， 形成余辉放电， 放电电流随时间的延长而快速减小，只需几毫秒放电就结束了。在存 在多个雷云中心时，还会出现重复放电，只是放电电流小多了。 2 雷电活动规律和雷电流幅值概率 人们在长期实践中总结出雷电活动的规律。按地理环境的分布规律 是：山区和热而潮湿的地区雷暴高于平原和冷而干燥的地区，内陆多 于沿海。按地质条件易遭雷击的地点为：土壤电阻小，地表土壤中粘 土电导率高；地下埋有金属矿床等；高耸突出或孤立的建筑物；高压 输电线路转角等。雷电活动时间大多在白天下午 1 至 9 时，雷暴的高 峰月为七八月。 3 变电所雷击类型及防雷的首要任务 煤矿变电所遭受雷击事故的类型分为三类：一是输电线路受雷击时 沿线路向变电所入侵的雷电波； 二是雷击输电线路附近地面的感应雷； 三是雷直击变电所内线路和设备的直击雷。 雷电波与感应雷的陡度大、 幅值高， 危害严重， 不采用防雷措施就使变电所的电器设备绝缘击穿。 据统计，我国 110220kV 的变电所因雷电波引起的事故率约 0.5 次/ 百所.年，直配电机的损坏率约 1.25 次/百所.年。 欢迎光临安全人之家 https:/ 变电所防范雷电波和感应雷是防雷的首要任务，对直击雷要采取合 理的防雷措施， 对高压输电线路要用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量防 雷性能优劣，确保煤矿变电所安全正常运行。 4 煤矿变电所对直击雷的防护措施 变电所防护直击雷的有效措施就是在变电所安装避雷装置。避雷装 置由接闪器、 引下线和接地装置三部分组成。 接闪器采用避雷针、 带、 线和网。引下线要保证接闪器与大地间有良好连接，接地装置的电阻 应不大于 10。 在避雷针高于被保护设备时，它的保护范围包括变电所厂房及室外 所有设备。 避雷针就像一把伞， 只要把被保护设备置于伞盖的范围内， 它就能将雷电吸引到自身上， 就能把极大的雷电流通过引下线引入地 下的接地装置，尽快散逸到大地并与异种电荷中和，可以保护设备雷 击概率小于 0.1%。要防止它们之间造成反击事故。在采用滚球法计 算时，避雷针保护范围缩小，可在建筑物上安装避雷带（网） 。 5 煤矿变电所对雷电波的防护措施 51 变电所内防护雷电波措施 变电所内的主变电压最重要，应重点保护。利用变电所母线安装阀 型避雷器，把它接在主变压器旁边。在雷电波入侵到主变压器时，产 生全反射使它们身上的电压升高， 雷电波电压曲线与阀型避雷器的较 平坦的伏秒特性相交，使避雷器动作。 对有正常防雷的 110220kV 变 电所，流过避雷器的雷电流不大于 5kA，在主变压器冲击耐压大于避 雷器冲击放电电压时，主变压器得到可靠保护。要选择好安装避雷器 欢迎光临安全人之家 https:/ 的位置， 它与主变压器及其它设备的距离都应小于最大允许电气距离。 一组不满足要求时可再增一组。 52 输电线路防护雷电波措施 35110kV 无避雷线的输电线路，当进线段遭雷击时，雷电波的幅值 和陡度会超过变电所设