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1、 技术经验平顶山矿区6(10) kV电力线路的防雷对策平顶山煤业集团 毕建军 李加庆摘 要 本文就煤矿供电的6(10) kV(以下简称6 kV)电力线路的防雷现状、 无 防直击雷措施给矿井供电带来的危害以及产生的原因作了论述,重点阐述了6 kV电 力线路的防雷对策。 关键词 6 kV电力线路 防雷 对策1 6 kV电力线路防雷现状由于6 kV电力线路距离短,杆塔呼称高低,一般又不作为主干线路使用,因此,有关技术规程、 规范对其防雷措施没有作严格规定。所以,6 kV线路均无避雷线等完整的防雷措施。传统的设计方案是在位于高处的杆塔上加装管型避雷器或放电间隙(现已不多见) ,终端 加装阀型避雷器;现
2、在有的采取加消雷器等方法。这些措施能起到一定的防雷效果,但实践证明均不理想,而且还带来了以下负作用: 每年均要投退; 由于结冰易造成短路; 不能重复使用。总之,按现行6 kV线路的防雷措施远 不能满足线路实际运行的需要,至少是不适宜象平顶山矿区这样处于丘陵地带的电网。平顶山矿区地处中原,地形大多为丘陵。近20 a的气象资料表明,全年一般不超过20个雷暴日,根本算不上多雷区。然而,就是这为 数不多的几个雷暴日给我们的6 kV线路却造成了多次危害。下面是1985年以来几条6 kV线路遭雷击造成事故停电的统计:1985年由孙岭变电站给大庄矿供电的孙大东6 kV线路因雷击跳闸,导线被烧断。事隔不到一周
3、,给其供 电的另一条回路 孙大西6 kV线路又因雷击跳闸。1986年7月的一天夜里,雷雨交加,由谢庄变电站给五矿供电的谢五南6 kV线路4#杆绝缘子两相被击烂。笔者亲自参与了该线路的事故巡视。真是祸不单行,当巡至该线路7#杆附近时,只听一声巨响,一个直击雷打在了离该线路不远的给五矿供电的另一条线路 谢五北7#杆上,谢五北也因此停电。由于谢五南4#杆被击不到半小时该线路还未来得及完全修复,造成了双回路同时停电,导致五矿全矿停电。1996年8月10日下午,狂风暴雨,孙大西线路再遭雷击,3#杆三相绝缘子被击毁,中相、 东相导线被烧毁而坠落。事隔一天,孙大东线路也再次遭雷击。之后,这四条线路 又多次遭
4、雷击,幸未造成长时间停电。遭过这样厄运的还有月化线、 谢三线等几条6 kV线路。 以上几次雷击事故均表现为击毁瓷瓶,烧断导线,再加上恶劣的天气,给线路修复工作带来巨大的困难。最重要的是给矿井带来长时间 的停电,特别是平煤五矿、 大庄矿既是瓦斯突出矿井,井下涌水量又相当大,数小时的全矿停电,结果可想而知。因此,为了确保矿区6 kV 线路的供电安全,必须采取严格的防雷对策。2 6 kV电力线路遭雷击原因浅析(1)由特殊的地理环境造成的。从近十几年来的事故记录看,全矿区6 kV线路100多条。而大庄至孙岭站的2条6 kV线路、 谢庄站 至五矿的2条线路遭雷击次数名列同电压等级线路之首,且受危害程度也
5、最严重,经我们调查了解,这些线路附近的其他线路也同样遭受过 雷击,其危害程度也很大。如1996年8月1091第12期 煤矿安全 2000年12月日孙大西线路遭雷击的同时,属市电业局管辖 的同等级线路也遭受了雷击。由此来看,雷击 多集中于孙岭、 谢庄2个站附近的地区,这是由 于其所处的地理环境特殊造成的,属于小范围的多雷区。(2)由6 kV线路本身结构造成的。众所周知,按现行的设计规程或规范,6 kV线路均不设防直击雷保护措施。在正常地理环境内和正 常情况下,由于6 kV线路呼称高低,供电范围 相对较小,对于一般电力用户,完全可以不采取专门的防雷设施。而矿区地理环境复杂,相当 一部分矿的主要供电
6、回路仍采用6 kV电压等 级,直击雷对毫无防雷设施的线路可长驱直入 或击穿瓷瓶、 烧断导线;或引起系统谐振,造成更大的事故。3 平顶山矿区6 kV线路的防雷对策为彻底解决上述问题,针对不同线路,采取了全线加避雷线和每根杆加避雷针两种办法。(1)在运线路加避雷线法。我们把此法用于孙大东、 孙大西2条线路。具体做法是先对双支等高避雷线保护范围进行计算。如图1所 示,图1 避雷线保护范围避雷线外侧保护范围为:rx= 0.47( h-hx) p式中 hx 被保护物高度;h 避雷线高度;rx hx水平面高度的保护半径;p 高度影响系数。 当h30 m时,p= 1 ;当120 mh 30 m时,p= 5.
7、5/h。 避雷线内侧的保护范围横断面,由通过避雷线顶点与过O的圆弧高度决定: ho=h-a/4p , 式中之a为避雷线之间的距离。(2)在运线路加避雷针法。我们将此用于谢五南、 谢五北2条线路。双避雷针等高度的 保护范围计算如图2所示。图2 避雷针保护范围避雷针的保护半径为: 当hxh/2时 rx=( h-hx) p=hap 当hxh30 m 时,p= 5.5/h。避雷针内侧保护范围,按两针间hx高度 水平面上最小保护宽度bx计算为:bx= 1.5( ho-hx)其中, ho=h-D/7P 上述防雷方法虽不是新东西,但由于是在 正运行的线路上进行的,本次改造的意义在于 给6 kV线路的防雷做了一次有效的尝试。孙大东、 孙大西2条线路已运行3 a多,谢五南, 谢五北2条线路也经历了1个雷雨季节,防雷 和运行效果均良好。作者简介 毕建军,男,1959年8月生,于1982年毕业于山东矿业学院,高级工程师,现任平顶山煤业(集团)有限责任公司电务厂副总工程师、 总工办主任;地址:河南省平顶山市矿工西路,邮编:467000。(收稿日期 2000 - 02 - 22 , 责任编辑 金丽华)02第12期 煤矿安全 2000年12月
