礦區35kV線路防雷措施的探討

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，電力企業受到了人們的廣泛關注。輸電線路是保證礦區生產生活的重要電力設備，但是由于線路避雷設施不齊全或設置不當，輸電線路會受到雷擊導致不能正常供電，特別是架設在山區或空曠地帶的架空線路，在雷電多發季節易受雷擊造成線路開關跳閘，給用戶生產生活造成很大的影響，對礦井造成通風不暢、瓦斯聚集等重大事故，也會給國家造成不可估量的經濟損失，所以我們必須重視對輸電線路的防雷措施。文章主要以35kV輸電線路為例，從幾個方面具體闡述了輸電線路的防雷措施及防雷裝置的維護和管理，供大家參考。

關鍵詞：線路防雷；雷電保護器；避雷線；裝置；維護

礦區35kV輸電線路為同塔架設，一主供一熱備，主要為礦區和礦井供電。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現。全線桿塔共有43基，全長7.449km，這一帶雷電活動頻繁，年均雷暴日數在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，礦業用電的持續性和安全性難以保障，直接影響到礦井安全生產。

1 雷電分析

1.1 直擊雷

雷電和導線或設備發生直接的接觸，對設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直擊雷使線路中的導線及導線之間的反擊會產生強度過電壓。通常說來，線路一般在兩種情況下容易遭受直擊雷：（1）線路沒有架空避雷線的保護；（2）架空地線受到損壞，屏蔽效果較差。無論哪種情況，結果都是一樣的，在遭受的直擊雷之后，雷電波在很短的時間內達到閃絡電壓波，然后阻斷絕緣子閃絡電壓波。

1.2 反擊

當出現架空地線接地等相關情況或者類似于鐵塔等物體時，因為其本身的沒有來得及釋放，大量電流會瞬間傳遍整個設施，造成絕緣體閃絡，因為有雷電波的導入在導線里。因此形成的現象，即為鐵塔反擊。鐵塔反擊造成的直接后過就是破壞了線路的正常運行，因為鐵塔反擊很大幾率已經突破了絕緣子，形成了短路或者其他事故。

1.3 感應雷

當天氣是雷雨的時候，雷云本身的電荷極性與雷云附近的鐵塔的導線上靜電感應所產生的電荷極性并不相同。導線中所接受的電荷因為所在位置的不同，所以流往不同的地方，接近大地的一側，會通過同個節點流往大地，接近雷云的一側，電荷則全部被導線承受，如果這時候是雷云向云間放墊，那么最終會沒了電荷，與之相同結果是雷云的放電對象是大地。因此感應雷就是這樣一種情形，出于對以上方式的回應，接近雷云側被導線承受的電荷形急速傳播的自由電荷。感應雷的破壞范圍有一個臨界閥值，普遍認為這個臨界閥值是35kV，絕緣水平低于等于35kV都會受到較大的破壞，反之較小。

2 防雷指標

防雷在各個不同的行業有著不同的指標，現在我們主要討論工程上的防雷指標，一般認為輸電線路的耐雷水平是其中最終的指標之一，另一個重要的指標是單位時間雷擊跳閘的概率。耐雷水平的含義是線路承受雷擊時的臨界閥值，高于此數值就會對線路造成大的破壞，低于此數值則不會。單位時間雷擊跳閘概率的單位時間一般限定為一年之中遭受雷擊的40次為一個單位，百千米單位線路在這段時間內因雷擊造成的跳閘，統計此次數即為雷擊跳閘率。因為并非每年的雷雨天氣并不是確定的，也非相同天數，所以為了使雷擊條債率更接近真實水平，所以要取得多年的累計率，取其平均值。

3 防雷線在防雷方面的重要功能

（1）可以盡量避免導線與雷電的直接接觸。

（2）分流電流，避免廣大電流通過導線。

（3）有著與導線間的耦合作用。

（4）可以有效地降低感應過電壓。

4 防雷措施

防雷措施首先要確保的是導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行，減少甚至杜絕各類雷電事故。再就是要防止發生鐵塔反擊、線路污閃掉閘等情況。因此為了防止直擊雷，應該裝設線路架空避雷線。為了防止雷擊事故，應裝設避雷器，為了避免鐵塔反擊等情況，應該裝設避雷針。裝設避雷線、避雷器、避雷針是目前工業內部采用較為普遍的三種避雷措施。

通過三種方式在實踐中所取得的發類成果來看，在架空線路上安裝避雷器是目前為止性價比最高且成效最為顯著的避雷措施。因為通過三種方式的對比我們可以看出，架設避雷線的先期投入以及施工難度都偏大，而且成效一般，導線本身有著非常良好的導電性，所以直擊雷幾乎不會造成導線的中斷。再就是通過多次的事故調查發現，其實造成斷線的根本原因是雷電波的導入。而避雷器的架設可以很好地對釋放導線的過電壓。防止電壓超過導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的部分線路上裝設避雷針，用以測試原來的鐵塔架空引線是否已經達到了臨界閥值，對于阻值大于10Ω的鐵塔架空引線，要即使進行改造。一直到阻值符合在臨界閥值以內的某個安全標準為止。

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。

三是要有專人定時巡查線路狀況，尤其是某些容易發生事故的薄弱環節，比如導線接口，要實時對接觸面的阻值進行檢測，防止阻值過高。在導線已經收到雷電破壞時，更要及時運用專業修工具進行修補，防止破壞范圍進一步擴大，最終造成嚴重的短線事故。通過這些措施的實施，并進行觀察分析，最終得出較為滿意的結果。線路導體的防雷性能大大提高，雷電事故發生的次數已經越來越少，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。礦井的供電也越來越穩定與安全。

5 結束語

線路避雷并不能保護整條導線的安全，其有一定的有效范圍，所以要在一定長度的導線上裝設一定量組的避雷器，以使每一段導線都在某一個避雷器的有效保護范圍之內為宜。由于避雷器都有一定量的容量，而雷電的能量是不可預測的，所以會經常出現雷電的能量大于避雷器容量的情況。當出現這種情況時，除了增加避雷器的組數外，即使避雷器沒有完全被破壞，也要及時地對避雷器進行檢測以及更換，防止避雷器接地短路事故的發生。作為線路的管理單位，在選擇具體防雷措施時應根據當地的氣候環境以及輸電線路的具體情況，盡量在達到防雷目的同時，節省開支。我國礦井多采用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題。

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作者簡介：段志忠（1970，9-），男，漢族，神華寧煤集團銀北礦區水電分公司。