矿区35kV线路防雷措施的探讨

摘 要：随着我国经济的快速发展，电力企业受到了人们的广泛关注。输电线路是保证矿区生产生活的重要电力设备，但是由于线路避雷设施不齐全或设置不当，输电线路会受到雷击导致不能正常供电，特别是架设在山区或空旷地带的架空线路，在雷电多发季节易受雷击造成线路开关跳闸，给用户生产生活造成很大的影响，对矿井造成通风不畅、瓦斯聚集等重大事故，也会给国家造成不可估量的经济损失，所以我们必须重视对输电线路的防雷措施。文章主要以35kV输电线路为例，从几个方面具体阐述了输电线路的防雷措施及防雷装置的维护和管理，供大家参考。

关键词：线路防雷；雷电保护器；避雷线；装置；维护

矿区35kV输电线路为同塔架设，一主供一热备，主要为矿区和矿井供电。沿线海拔在1000-2000m之间，主要地貌为平原地段，杆塔位砾石、砾沙和基岩面在地表时现。全线杆塔共有43基，全长7.449km，这一带雷电活动频繁，年均雷暴日数在50天以上，35kV高压输电线路地处空旷地带，遭受雷击的几率很高，矿业用电的持续性和安全性难以保障，直接影响到矿井安全生产。

1 雷电分析

1.1 直击雷

雷电和导线或设备发生直接的接触，对设备本身或者其绝缘体造成损坏，这便是直击雷。在线路中雷电波通过直击雷使线路中的导线及导线之间的反击会产生强度过电压。通常说来，线路一般在两种情况下容易遭受直击雷：（1）线路没有架空避雷线的保护；（2）架空地线受到损坏，屏蔽效果较差。无论哪种情况，结果都是一样的，在遭受的直击雷之后，雷电波在很短的时间内达到闪络电压波，然后阻断绝缘子闪络电压波。

1.2 反击

当出现架空地线接地等相关情况或者类似于铁塔等物体时，因为其本身的没有来得及释放，大量电流会瞬间传遍整个设施，造成绝缘体闪络，因为有雷电波的导入在导线里。因此形成的现象，即为铁塔反击。铁塔反击造成的直接后过就是破坏了线路的正常运行，因为铁塔反击很大几率已经突破了绝缘子，形成了短路或者其他事故。

1.3 感应雷

当天气是雷雨的时候，雷云本身的电荷极性与雷云附近的铁塔的导线上静电感应所产生的电荷极性并不相同。导线中所接受的电荷因为所在位置的不同，所以流往不同的地方，接近大地的一侧，会通过同个节点流往大地，接近雷云的一侧，电荷则全部被导线承受，如果这时候是雷云向云间放垫，那么最终会没了电荷，与之相同结果是雷云的放电对象是大地。因此感应雷就是这样一种情形，出于对以上方式的回应，接近雷云侧被导线承受的电荷形急速传播的自由电荷。感应雷的破坏范围有一个临界阀值，普遍认为这个临界阀值是35kV，绝缘水平低于等于35kV都会受到较大的破坏，反之较小。

2 防雷指标

防雷在各个不同的行业有着不同的指标，现在我们主要讨论工程上的防雷指标，一般认为输电线路的耐雷水平是其中最终的指标之一，另一个重要的指标是单位时间雷击跳闸的概率。耐雷水平的含义是线路承受雷击时的临界阀值，高于此数值就会对线路造成大的破坏，低于此数值则不会。单位时间雷击跳闸概率的单位时间一般限定为一年之中遭受雷击的40次为一个单位，百千米单位线路在这段时间内因雷击造成的跳闸，统计此次数即为雷击跳闸率。因为并非每年的雷雨天气并不是确定的，也非相同天数，所以为了使雷击条债率更接近真实水平，所以要取得多年的累计率，取其平均值。

3 防雷线在防雷方面的重要功能

（1）可以尽量避免导线与雷电的直接接触。

（2）分流电流，避免广大电流通过导线。

（3）有着与导线间的耦合作用。

（4）可以有效地降低感应过电压。

4 防雷措施

防雷措施首先要确保的是导线要免受直击雷的破坏，再就是要尽量确保线路在雷雨天的正常安全运行，减少甚至杜绝各类雷电事故。再就是要防止发生铁塔反击、线路污闪掉闸等情况。因此为了防止直击雷，应该装设线路架空避雷线。为了防止雷击事故，应装设避雷器，为了避免铁塔反击等情况，应该装设避雷针。装设避雷线、避雷器、避雷针是目前工业内部采用较为普遍的三种避雷措施。

通过三种方式在实践中所取得的发类成果来看，在架空线路上安装避雷器是目前为止性价比最高且成效最为显著的避雷措施。因为通过三种方式的对比我们可以看出，架设避雷线的先期投入以及施工难度都偏大，而且成效一般，导线本身有着非常良好的导电性，所以直击雷几乎不会造成导线的中断。再就是通过多次的事故调查发现，其实造成断线的根本原因是雷电波的导入。而避雷器的架设可以很好地对释放导线的过电压。防止电压超过导线的临界阀值造成断线，因此起到了良好的防雷效果。

一是在雷击事故多发的部分线路上装设避雷针，用以测试原来的铁塔架空引线是否已经达到了临界阀值，对于阻值大于10Ω的铁塔架空引线，要即使进行改造。一直到阻值符合在临界阀值以内的某个安全标准为止。

二是分阶段，按步骤的逐渐用FXBW4-35/70符合绝缘子替代原有的性能较差的悬垂绝缘子，这样可以是线路安全得到更加确切的保证，而且减少了线路绝缘的污闪。

三是要有专人定时巡查线路状况，尤其是某些容易发生事故的薄弱环节，比如导线接口，要实时对接触面的阻值进行检测，防止阻值过高。在导线已经收到雷电破坏时，更要及时运用专业修工具进行修补，防止破坏范围进一步扩大，最终造成严重的短线事故。通过这些措施的实施，并进行观察分析，最终得出较为满意的结果。线路导体的防雷性能大大提高，雷电事故发生的次数已经越来越少，由雷电事故等引起的其他类型不安全因素也得到很好的遏制。矿井的供电也越来越稳定与安全。

5 结束语

线路避雷并不能保护整条导线的安全，其有一定的有效范围，所以要在一定长度的导线上装设一定量组的避雷器，以使每一段导线都在某一个避雷器的有效保护范围之内为宜。由于避雷器都有一定量的容量，而雷电的能量是不可预测的，所以会经常出现雷电的能量大于避雷器容量的情况。当出现这种情况时，除了增加避雷器的组数外，即使避雷器没有完全被破坏，也要及时地对避雷器进行检测以及更换，防止避雷器接地短路事故的发生。作为线路的管理单位，在选择具体防雷措施时应根据当地的气候环境以及输电线路的具体情况，尽量在达到防雷目的同时，节省开支。我国矿井多采用35kV供电方式，如何提高线路防雷电能力是煤矿供电部门急待解决的问题。

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作者简介：段志忠（1970，9-），男，汉族，神华宁煤集团银北矿区水电分公司。