矿山供电安全的防雷电措施

1.雷及防雷设备

雷是一种大气中的放电现象。这种放电，时间很短促，电流极大，高达200～300kA，放电时温度可达20000℃，放电的瞬间出现耀眼的闪光和震耳的轰鸣，具有强大的破坏力，可在瞬间击毙人畜，焚毁房屋和其他建筑物，毁坏电气设备的绝缘，造成大面积、长时间的停电事故，甚至造成火灾和爆炸事故，危害十分严重。

防雷包括电力系统的防雷和建筑物与其他设施的防雷，主要措施是采用避雷针（图3-5）避雷线、避雷网和避雷器。

避雷针以及避雷线和避雷网能保护建（构）筑物和高压输电线路等免受雷击。烟囱、水塔、井架和高大的建筑物，以及存有易燃、易爆物质的房屋（如**库、油库等）上，应装设避雷针（线、网）。避雷针的接地要牢靠，接地电阻一般不应超过10Ω。避雷器（图3-6）是用来限制电力系统过电压幅值，以保护电气设备的过电压保护装置。

避雷器通常顶端接电气线路，底端接地，平时有很大的电阻，像绝缘体，使在正常状态下不致漏电。一旦线路上产生过电压时，避雷器被击穿而成导体，在线路和大地间放电，使线路和设备免遭损坏。当电压消失时，避雷器停止放电，电阻恢复原来的数值。避雷器有阀型避雷器和管型避雷器两种类型。

2.供电系统应对雷击的具体措施

矿山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、幅度高、危害严重，若不采用避雷措施，就会使变电所的电气设备绝缘击穿。据统计，我国110～220kV的变电所因雷电波引起的事故率约0.5次/（百所·年），直配电击的损坏率约1.25次/（百所·年）。

对付雷击的对策主要是采用泄放、堵截、疏导。采用的手段主要是接地、绝缘、均压、屏蔽。为了防止地面雷电波及井下引起瓦斯、矿尘以及火灾等灾害，必须遵守下列规定。

（1）经由地面架空线路引入井下的供电线路（包括电机车架线），必须在入井处装设避雷装置。装设的避雷器其接地电阻不得大于5Ω。

（2）经由地面直接入井的轨道、管路、铠装电缆的金属外皮，都必须在井口附近将金属体进行不少两处的可靠接地，接地极的电阻不得大于5Ω。两接地极的距离应大于20m。

（3）通信线路必须在入井处装设熔断器和避雷装置，避雷器的接地极电阻不得大于1Ω。

（4）提升用的钢丝绳提升机、罐笼用的钢丝绳管道，都必须在井口附近将绞车提升机和钢绳进行可靠接地，其接地电阻不得大于4Ω。

（5）为防止避雷针（线）起接收雷电引线的作用，井口不应设针式避雷器，最好采用阀型避雷器或其他方式的避雷措施。

（6）加强矿井通风管理和洒水降尘，防止瓦斯和矿尘积聚。

（7）废弃井巷或采空区封闭前，应将巷道中或封闭区域中所有金属导体拆散，排除造成传入雷电的通道和所产生火花的线路。

（8）矿井变电所对直击雷的防护措施。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，确保矿山变电所安全正常运行。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10Ω。

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，尽快泄放到大地并与异种电荷中和，可以保护设备雷击率小于0.1%。为了防止它们之间造成反击事故，在采用滚球法计算时，使避雷针保护范围缩小，可在建筑物上安装避雷带（网）。

（9）矿山变电所对雷电波的防护措施。变电所内的主变电压器最为重要，应重点保护。变配电站的防雷措施主要有设避雷针；高压侧装设阀型避雷器或保护间隙；当低压侧中性点不接地时，也应装设阀型避雷器或保护间隙；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110～220kV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的位置，它与主变压器及其他设备的距离都应小于最大允许安全距离，一组不满足要求时可再增一组。

（10）输电线路防护雷电波措施。35～110kV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备的耐压值。在接近变电所1～2km的进线段处，安装避雷线就能降低雷电波的陡度，限制流过变电所阀型避雷器中的雷电流不大于5kA，使进线段内出现雷电波的概率大为减小，即使出现也只能在进线段外。对重雷区及雨季经常打雷的情况，还应该在进线段保护的首端各安装一组管型避雷器。架空线路防雷措施可以采用设避雷线、提高线路自身的绝缘水平、用三角顶线做保护线、安装自重合熔断器等措施。

（11）各种变压器防护雷电波的措施。

①三相绕组变压器只需在低压绕组某相出口处加装一只避雷器。

②自耦变压器可在高压、中压侧与断路器之间各安装一组避雷器。

③35kV变压器中性不用保护，110kV变压器中性接避雷器。

④3～10kV配电变压器采用阀型避雷器，对多雷区还要在低压侧安装一组氧化锌避雷器。