邵　華　方　闖

摘要:分析將避雷針技術(shù)運用到6KV電線桿上,提出有效解決架空線路防雷電難題,并找出解決方案,為其它煤礦解決變電所架空線路敷設(shè)受云層放電和直擊雷影響事例提供參考。

關(guān)健詞:雷電接閃器接地裝置連接避雷針

0 引言

新集一礦西風(fēng)井是礦井西部采區(qū)的風(fēng)井,裝有2臺1600KW抽風(fēng)機,電源來自35KV變電所635#、646#柜,采用LGJ-2402架空線路敷設(shè),全程共有48個基砼桿(塔),(其中646#線路有鐵塔2座)線路全長約2500m,屬礦井一類供電負荷。由于該架空線路途經(jīng)空曠地帶,全程無避雷線保護,夏季易遭受云層放電和直擊雷影響,引發(fā)惡性停電事故。據(jù)統(tǒng)計,2006-2007年635#、646#線路因雷電引起跳電事故共計9起,影響時間長達74余小時。從事故統(tǒng)計分析,雷電成為西風(fēng)井6KV供電線路的最大威脅,給礦井安全生產(chǎn)造成重大損失,屬重大供電安全隱患。

1 防雷電思路

通過對西風(fēng)井635#和646#架空線路現(xiàn)場勘察后,決定在空曠處線路的砼桿上逐桿安裝避雷針,將直接雷引入大地:同時在線路上安裝一定數(shù)量避雷器,達成防止感應(yīng)雷的目的,從而提高整條線路的防雷水平。

2 防雷電原理

自行設(shè)計、加工的避雷針,采用鋼結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)件,由支撐固定架、雷電接閃器、地線等部分組成,在線路每個桿塔的桿頂帽側(cè)面上加設(shè)自制避雷針并配套安裝避雷器,通過接地線與金屬接地極構(gòu)成閉合回路,將云層放電和直擊雷引入地下,對地放電,避免雷電對線路桿塔造成的沖擊破壞。

附圖:

如上圖所示該避雷針全長1.50米,分為接閃器、支撐固定部分、引下線、接地裝置。

接閃器在避雷針的頂部長為350mm的圓錐體,為保證接閃器對雷電有良好的接閃性能,在其表面鍍銅;支撐固定部分為50*5的角鐵焊接,共分兩層,底部用長200mm的角鐵固定在桿頂帽底部螺栓縫合部,二臺用長300mm的角鐵固定在桿頂帽的針瓷底部螺栓上;引下線用用LJ-502的鋁鉸線,兩端用鋁502線鼻子分別與避雷器的固定部分和接地裝置連接;接地裝置用2寸的鍍鋅管加工而成,長約1.5米,為確保其接地電阻值小于10Ω,根據(jù)土壤的電阻率,有時采用2根接地極并聯(lián)以降低接地電阻;避雷針安裝后距6KV線路最近導(dǎo)線距離均在300mm以上.滿足放電間隙的要求;635#和646#線路桿體距地面高約15米,橫擔(dān)距桿頂900mm,桿頂帽高300mm,桿頂帽二臺高200mm,針瓷高240mm;針瓷底部到橫擔(dān)針瓷頂部垂直高度=900mm-200mm -240mm=460mm;635#和646#線路的橫擔(dān)長1.5米,避雷針安裝后,其在14.1米高度對橫擔(dān)的最遠端邊相線路絕緣子半徑=300(避雷針到桿體的距離)+700(橫擔(dān)的最遠端邊相 絕緣子距桿體距離)=950MM。

避雷針的有效高度:h=15米(線路桿體高)+1.5米(避雷針高度)-0.2米(桿頂帽二臺的高)=16.3米

被保護橫擔(dān)高度:

hx=15米(線路桿體高)-0.9米(橫擔(dān)距桿頂)=14.1米

避雷針在14.1米高度對橫擔(dān)的有效保護半徑:

rx=(h-hx)P=(16.3-14.1)×1=2.2米

滿足安裝后保護最邊相距桿體950mm處絕緣子的要求。

其保護范圍如右圖所示:

3 防雷電效果

西風(fēng)井635#、646#線路在安裝避雷針后,接地極對地絕緣電阻最小為0.6Ω,最大為3.7Ω,遠遠低于電力行業(yè)架空線路桿塔接地極不大于10Ω的規(guī)定。在雷電引起的過電壓、大電流的沖擊下,通過避雷針接地回路可有效對地放電,極大地提高了線路的耐雷水平。08年,經(jīng)受住了4月8日、4月19日、5月27日、6月7日、6月20日、7月15日、7月22日、7月23日、7月27日、7月31日、8月2日、8月4日共12天強雷雨雷電對流天氣的檢驗,未發(fā)生一起雷雨雷電強對流天氣引起線路再次跳電的事故,確保了礦井的安全生產(chǎn)。

4 防雷電技術(shù)綜述

新集一礦西風(fēng)井6KV架空線路防雷電避雷針技術(shù)的運用,有效解決了架空線路防雷電難題,實際使用效果良好。

該自制避雷針具有以下特點:①結(jié)構(gòu)簡單:自制避雷針取材廣泛、加工工序簡單,使用元鋼、等邊角鋼、普通焊接鋼管經(jīng)過簡單切割、焊接即可進行加工制作。②價格經(jīng)濟:635#、646#線路如全程使用1×7-7.8避雷線,僅避雷線成本一次性投入近7000元,且安裝難度、投入人力較大,費用高。避雷針加工成品材料費用僅50余元,全線安裝避雷針,費用投入不足2400元,價格便宜,經(jīng)濟實用。③重量輕、易安裝:自制避雷針重量僅為11千克,加工成品只需兩顆M12螺栓直接固定在桿頂,即完成安裝過程。④推廣性強:自制避雷針使用安全、可靠、成本低、安裝方便,避雷效果良好,可在水泥砼桿架空線路上安裝使用,極具推廣價值。

參考資料:

[1]繼電保護事故處理技術(shù)與實例/李鵬博等編著-北京:中國電力出版社.2002.

[2]電力系統(tǒng)主設(shè)備繼電保護試驗/李玉海等編著-北京:中國電力出版社.2005.

[3]工礦企業(yè)供電/張學(xué)成主編-徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2005.1.

[4]工礦企業(yè)供電設(shè)計指導(dǎo)書/張學(xué)成主編-徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社.1998.7.

[5]煤礦電工手冊第二分冊:礦井供電/顧永輝等編-北京:煤炭工業(yè)出版社.1996.