《安全技术》之浅谈煤矿变电所的防雷措施

1、煤矿变电所的防雷措施雷云的形成和闪电的发展闪电是大气中的一种自然放电现象，俗称闪电。它的形状分为线形、带状、片状和球形。按照空间位置，可以分为两类：雷云和雷云到地球之间。前者发生在高海拔地区，对人的危害较小，而后者是地面对地面的雷电，尤其是负地面对地面的雷电，对人体和设备的危害最大，是煤矿变电所雷击事故的主要来源。雷电与雷云的存在密不可分。天气闷热时，热空气上升到高空，遇到冷空气。水蒸气形成水滴，水滴在重力的作用下向下移动。水滴与上升的热空气碰撞并分离成细小的水滴。这些水滴被风吹在一起，形成带负电的雷云。雷云是闪电放电的前提。负地闪的发展可分为以下三个阶段。1.1当飞行员放电期间天空中有带负电

2、的雷云时，由于感应，地面和地面物体都带正电。当雷云中有大量电荷时，附近的电场强度会增加。当电场强度增加到一定值时，空气绝缘将被破坏，空气将开始离解，形成先导放电路径。从雷云向地球方向逐渐发展(放电速度约为10公里/秒)。当它向下发展到一定高度时，地面物体可能产生向上的先导，这将影响向下先导的发展方向和雷击点的方向。1.2主放电的引下线的极高电位和引下线的感应电荷距离地球很小。当电场强度足够大时，剩余的气隙将被打破，自由电子将迅速流入地球，大量的地面电荷将迅速涌向雷云，产生强光和巨雷。主放电电流非常大，大多数闪电电流的瞬时振幅约为10kA，几千至几百kA。强烈的雷电流产生一个过渡过程，形成雷电冲

3、击波，使雷击点周围的磁场发生很大变化。虽然主放电时间只有几十微秒，但其危害极其巨大，造成人员和动物的伤亡，建筑物和设备的损坏，并引发火灾。1.3余辉放电主放电后，雷雨云中的剩余电荷按路径不断流入地球，形成余辉放电。随着时间的延长，放电电流迅速减小，放电在几毫秒内结束。当有多个雷云中心时，会有重复放电，但放电电流要小得多。雷电活动规律和雷电流幅值概率人们在长期的实践中总结了雷电活动规律。根据地理环境的分布规律，雷暴在山区和湿热地区比在平原和寒冷干燥地区高，在内陆地区比在沿海地区多。根据地质条件，易遭雷击的位置为：土壤电阻率低，表层土壤中粘土的电导率高；金属矿床埋在地下。高大、突出或孤立的建筑；高

4、压输电线路转角等。闪电活动时间大多在白天下午1时至9时，雷暴的高峰期在7月和8月。(3)变电站雷击类型及其防雷主要任务煤矿变电站雷击类型分为三类：第一类是雷击时沿输电线路侵入变电站的雷电波；第二种是输电线路附近地面上的雷电感应。第三，闪电直接击中变电站的线路和设备。雷电波和感应雷陡度大、幅值高、危害严重。如果没有防雷措施，变电站内的电气设备将会绝缘并发生故障。据统计，我国110220千伏变电站的雷电波事故率约为百分之0.5。年，直接分配电机的损坏率大约是每百次1.25次。几年了。防雷当避雷针高于被保护设备时，其保护范围包括变电站车间和室外的所有设备。避雷针就像一把伞。只要被保护设备放在伞盖内，

5、就能吸引雷电，并能通过引下线向地下接地装置引入大的雷电流，尽快消散到地面，用不同的电荷进行中和，从而保护设备的雷击概率小于0.1%。防止他们造成反击事故。采用滚球法计算时，避雷针的保护范围缩小，建筑物上可安装避雷带(网)。5煤矿变电所防雷措施5.1变电所防雷措施变电所主变压器的电压是最重要的，应重点保护。利用变电站母线安装阀门避雷器，并将其连接到主变压器上。当雷电波侵入主变压器时，产生全反射，使主变压器上的电压升高，雷电波电压曲线与阀式避雷器的平伏秒特性相交，使避雷器运行。对于正常防雷的110 220千伏变电站，流经避雷器的雷电流不超过5kA。当主变压器的冲击耐受电压大于避雷器的冲击放电电压时

6、，主变压器得到可靠保护。为选择避雷器安装的良好位置，其与主变压器和其他设备的距离应小于最大允许电气距离。如果一个组不符合要求，可以添加另一个组。5.2输电线路防雷措施对于35 110千伏无防雷线路的输电线路，当进线受到雷击时，雷电波的振幅和陡度将超过变电站设备的耐压值。在距离变电站1 2公里的进线段安装避雷线，可以降低雷电波的陡度，将流经变电站阀式避雷器的雷电流限制在5kA以下，从而大大降低雷电波出现在进线段的概率，即使出现，也只能在进线段外。对于重雷区和雨季频繁关闭的地区，应在进线保护的首端安装一套管道避雷器。5.3各种变压器的防雷措施(1)三相绕组变压器只需在低压绕组的相出口安装避雷器；(2)自耦变压器可以在高压侧、中压侧和断路器之间安装一套避雷器。(3) 35kV变压器中性点不需保护，110kV变压器中性点避雷器；(4) 310kV配电变压器采用阀式避雷器，多雷区低压侧安装一组氧化锌避雷器。5.4直流电动机的雷电波防护措