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1、论文题目：柠条塔煤矿10kV配电线路防雷研究 专 业：电气工程及其自动化本 科 生：关斌斌 （签名）指导教师：李 忠 （签名）摘 要在我国10kV线路纵横延伸，地处旷野，雷雨季易遭雷击。由于10kV系统内的设备绝缘水平和耐雷水平低，因此当发生雷电灾害时，造成的损失往往比较大，严重影响到了人们的正常生活生产，有时甚至能威胁到人们的生命安全。因此配电线路的避雷防雷保护研究有着十分重要的意义。 本课题研究的对象是一段为煤矿风机供电的10kV配电线路，一旦该段线路因为雷击造成跳闸甚至更严重的情况，井下风机就会停止运转，对煤矿的生产和矿工的生命安全造成极大的威胁。本文根据线路的具体情况，首先对线路的雷电
2、灾害情况进行分析，然后提出可以使用的方案，对这些方案进行进一步的分析，最终确定每种措施的具体实施方法，具体的措施为：通过线路避雷器对特殊位置杆塔进行保护；全线架设避雷线；降低杆塔的接地电阻；加强线路的绝缘。通过以上这这几种措施的实施，可以提高线路的耐雷水平，使本段线路的供电更加安全可靠。关键词：配电线路，雷电灾害，防雷，安全 Subject: The Research on Lightning Protection of 10kV Transmission Lines of Ningtiaota Coal mineSpecialty: Electrical Engineering and Au
3、tomationName: Guan Binbin (Signature) Instructor:Li Zhong (Signature) ABSTRACT10kV transmission line is always set in countryside,there is not so much tall Buildings,so when lightning disaster is coming.10kV transmission line is easy to be strucked by lightning.Because of 10kV transmission lines ins
4、ulation level is low,when Lightning occurs it always bring heavy losses.It seriously affected the production, sometimes even pose a threat to the safety of peoples life. So lightning protection research is very important.The object of my research is a power supply line for a coal mines wind machine.
5、Once the line tripped or even more serious situation happened because of lightning stroke,zhe wind machine underground would sotp working.It seriously affects the safety in production and the life safety of minersMy plan in this research is:First analyzes the basic conditions of the line,and then ma
6、ke a feasible plan.My plan contains the following programs:using line arrester to protect the tower of special position; Installing lightning line across the line;reducing the tower grounding resistance;Strengthening the Insulation level of the line.I hope by using these programs to prove the line l
7、ightning protection level to make sure the ilnes power supply is more safe and reliable.Key words：transmission line，lightning disaster，lightning protection，safety38目录第一章 绪论11.1 选题的背景和研究意义11.1.1选题的意义11.1.2生产需求状况11.1.3国内外研究状况11.1.3.1避雷器的发展21.1.3.2接地装置的发展21.1.3.310kV线路常用的其他避雷防雷措施21.4 主要研究内容31.2.1本文设计思路
8、31.2.2本文主要工作4第二章 雷电概论52.1 什么事雷电52.2雷电的形成52.3雷电参数62.4雷电对线路的影响8第三章 线路基本情况103.1 北翼回风斜井供电系统基本情况103.2 现场调研情况113.3 防雷措施分析123.4 北翼回风斜井两回架空线路防雷措施和管理建议13第四章 可用避雷防雷措施分析144.1 避雷线144.2 避雷针174.3 降低杆塔接地电阻184.4 加强线路绝缘204.5 线路避雷器21第五章 具体防雷避雷方案的确定255.1 避雷线的架设255.2 降低杆塔接地电阻的措施305.3 加强线路绝缘的方法355.4 线路避雷器的安装365.5 设计改造材料
9、初步预算38结论与展望40结论40展望40致谢41参考文献42附录45附录一 YH5WS-17/50氧化锌避雷器示意图与使用环境45附录二 避雷线的力学校验46附录三 P-15T绝缘子示意图47第一章 绪论1.1 课题的背景和研究意义1.1.1课题的研究背景随着全球气候异常状况日益加剧，雷电活动也异常频繁。雷电灾害作为主要影响因素之一(雷击是造成输电线路跳闸停电事故的主要原因,在电力系统非计划停运之外，雷电事故一般占30%以上,有的地区甚至达到80%以上),对电力安全传送的影响及危害非常大。随着生产水平的不断提高，煤矿企业对供电可靠性的要求不断增长，这不单是为了保证煤矿的生产不受影响，更与矿工
10、们的生命安全息息相关，柠条塔煤矿位于陕北榆林，该煤矿所在的地区为荒漠地带，该段输电线路沿途缺少高大的植被，雷电直接击中线路的几率很高，同时，由于是荒漠地带，土壤以沙地为主，导电性能不好，这就使得杆塔的接地电阻过高，雷电一旦击中线路，就更容易造成线路故障，因此研究该段线路的避雷防雷措施对于该煤矿有至关重要的意义。1.1.2生产需求情况该企业名为柠条塔煤矿，位于陕西省榆林市神木县，陕西地处西风带，长城沿线以北为温带干旱半干旱气候，陕北其余地区和关中平原为暖温带半干旱或半湿润气候，雷电天气主要集中在49月，78月为最盛期。其中榆林市的府谷，神木县为陕西省雷暴日最多的县，年平均雷暴日在35d以上。1柠
11、条塔煤矿是陕北榆林地区的国有重点煤矿，年产量大，本段线路的防雷避雷设施对于煤矿的正常运作起着十分重要的作用，不单是对于生产正常运作的保证，更是对矿工生命安全的保障。1.1.3国内外发展水平输电路线的防雷任务是：采用技术上和经济上的合理措施，使系统的雷电灾害降低到运行部门能够接受的程度，以确保系统安全可靠的运行，一般采用以下的措施，有时也称为线路防雷的“四道防线”：（1）防止雷电直击导线；（一般采用架设避雷线等方式）（2）防止雷击塔顶或避雷线之后引起绝缘闪络；（一般采用降低杆塔的接地电阻或者加强线路绝缘，以及安装线路避雷器等方法）（3）防止绝缘闪络后转化为稳定的工频电弧；（可以适当增加绝缘子片数
12、，电网中性点不接地或经消弧线圈接地等方式来避免建弧）（4）防止线路中断供电。（可采用重合闸等措施）1.1.3.1 避雷器的发展：目前使用的避雷器主要有下列几种类型：保护间隙，管式避雷器，阀式避雷器，当然有些避雷器已经用得很少了，有的避雷器将被性能优越的避雷器所代替。3在10kV配电线路中，避雷器的安装可以有效的降低线路的雷击跳闸率，但是由于线路避雷器的价格昂贵，因此在全线安装线路避雷器就会使得线路的造价十分高昂，虽然线路的耐雷水平得到了很大的提高，但是很不经济，因此线路避雷器的安装需要考虑诸多因素，一般的用法是将线路避雷器安装在线路中雷击多发的杆塔，保护个别有重要设备的杆塔和易受雷击的杆塔。4
13、1.1.3.2 接地装置的发展：所谓接地就是将设备的电位参照点与地球电力连接，使其对于地面保持一个较低的电位差，其办法就是在大地表面的土层中埋设金属电极，这种埋入地中并且直接与大地相连接的金属导体称为接地装置，也叫做接地体。引下线是连接防雷设置和接地装置的金属导体，它的作用是把避雷针或避雷线上的雷电流传递到接地体上，引下线一般可以采用扁钢或者圆钢等材料，在配电线路中，引下线的安装一般都紧贴杆塔，采用最短的路径到达地面。接地体一般是由角钢或者钢管制作而成，常见的接地极可以分为水平接地极和垂直接地极，这两种接地极如果单一的安装都对土壤电阻率的要求相当高，否则就会造成接地极的长度非常大，现在常用的是
14、将几根垂直接地极相互并联起来，有时可以配合使用降阻剂等方案，为了防止接地极的腐蚀等问题，常常在埋设是要事先涂好防腐剂等措施。一般情况下，建筑物的接地电阻往往控制在5欧姆以下，接地极一般为接地网，10kV线路的电压等级低，接地电阻一般要求控制在15欧姆以下。51.3.3.3 10kV线路常用的其他避雷防雷措施10kV线路常用到的避雷防雷方案还有如下许多种，比如架设避雷线安装避雷针，这两种措施都能有效的防止直接雷的危害；加强线路的绝缘水平，可以有效的降低线路的跳闸率，采用绝缘差方式，这种方式可以使耐雷水平提高24%左右；埋设耦合地线，可以提高线路与避雷线的耦合系数，使得线路的耐雷水平得到提高；预防
15、电棒与负角保护针，他可以减小导线与地线的间距，增大耦合系数，降低杆塔的分流系数，提高对地电容，是电压的分布情况得以改善；装设消雷器，消雷器的保护范围远大于避雷针并且对于接地电阻的要求不是很高；才用中性点不直接接地的方式，通关这种方式可以让线路的大多数单相接地故障自动的处理，得到消除；采用不平衡绝缘的方式，这种方式在同杆双回线路上使用，使绝缘水平低的回路先闪络，先闪络的线路就相当于地线，对另一条线路起到保护作用。6 总之，影响配电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性，想要解决线路的雷电灾害问题，就一定要因地制宜，对症下药，一切从实际出发。在采用具体的防雷避雷措施之前，一定要事先对设计线路进行实地考察，充分了解线路的相关参数及线路所在地区的地理气候等情况，仔细核算线路的耐雷水平，分析各种避雷方案的可行性与经济效益，最终经对比之下，在众多避雷方案中选出一种或者几种合适的措施。1.2 主要研究内容1.2.1本文设计思路本课题的
