煤矿地面变电所防雷电技术的研究

煤矿地面变电所防雷电技术的研究

张志刚

（神华神东煤炭集团寸草塔煤矿机电队017000）

摘要:煤矿大多位于山区、丘陵地带，是雷电频繁发生的地区，因此我们要对雷电波和感应雷做出重点防范，这是我们的首要任务。本文首先对雷电的相关知识和规律做出了介绍，知己知彼方能百战不殆，只有先清楚地了解了雷电是如何产生的，雷电对生活生产的危害形式，才能对防雷做出更加有效的措施。重点介绍了防雷的重要性以及具体的防雷措施，在此基础上，深入研究更加有效的防雷电抗干扰措施，不断提高原有的防雷技术。通过对本文的深入研究可以更加全面的掌握具体防雷方法，同时也为更好利用和维护电器设备提供参考。

关键词:雷电形成、雷电危害、防雷措施

1引言

随着我国社会经济的不断持续发展，很大程度的提升了我国的科学技术水平，各行业对技术含量的要求也越来越高，现代化、城市化的发展，使人们日常生活工作中的电子电器设备成为必不可缺的生活用品，在生产生活以及经济发展中具有着极其重要的地位。雷电的发生是自然界的正常现象，但是雷电巨大的危害不得不让人们对其加以防备，我国雷电高发期是每年九月，此时雷电频繁活跃于我国大部分地区，给我国造成了大量的经济损失和人员伤亡，雷电可以说是对电子电器设备威胁最大的自然灾害。防雷工程就是用于保护移动通信基站、建筑供电系统、计算机网络系统等的专业工程，因此在现阶段做好电子电器设备的防雷电与抗干扰具有重要现实意义，能够更好地保护设备安全、人身安全，从而降低设备故障率，提高工作效率，促进经济社会的良好发展。

2雷电的形成及对变电所的影响

2.1雷电的形成。所谓雷电就是云层积累巨大电荷与云层之间或者大地之间，所带电性相反，发生剧烈放电现象，并伴随强烈光芒与巨大声响我们一般叫作闪电，产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性，雷电分为直击雷、电磁脉冲、球形雷、云闪四种。按空间位置可分为雷云之间和雷云对大地之间两类。前者发生在高空，对人类危害较小，后者为发生在雷云对大地间的落地雷，尤其是负极性落地雷，对人体和设备危害最大，是造成煤矿变电所雷击事故的主要来源。阳电荷和阴电荷彼此相吸，但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有阴电的云层相遇；阴电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面。

2.2雷电对变电所的影响。雷电持续时间很短，但是电压却又有几万伏特甚至是几十万伏特，能够破坏建筑物、电气设备、使矿井不能正常供电、威胁工作人员生命。电气设备的绝缘层会被巨大的电压所击穿，也会使与附近的金属通道之间互相放电产生电弧，雷电带来的巨大电流使金属产生大量的热，会造成金属的融化、飞溅，金属外部可燃物的燃烧引起火灾，因为雷电电流作用时间非常短，所以会使物体快速升温膨胀引起爆炸，造成破坏。雷电还会在空间引起强大的磁场，发生电磁感应，产生感应电动势，雷电以此种感应电动势的方式来损害电子设备，对电子设备有严重危害。雷击对煤矿变电所产生的直接损失、间接损失以及人员伤亡所带来的影响是非常巨大的。因此我们更要做好有效的防雷电措施。

3变电所受雷电侵袭危害的形式

直击雷、感应雷、雷电波入侵、地电位反击是雷电的主要危害形式。

3.1直击雷。直击雷是指带电的积云与地面某一突出物之间的电场强度达到足以击穿空气的强度时，产生迅猛放电现象，主要危害对象是人和建筑物、建筑内的电子电器设备，直击雷的电流峰值可达几万安培甚至几十万安培，电压峰值通常达到几万伏特甚至是几百万伏特，雷云中所蕴含的能量在极短时间内释放出来拥有巨大的瞬时功率是其破坏性很强的原因。直击雷顾名思义就是雷电直接电击在物体上，产生巨大的电能、内能和机械能，从而对变电所造成巨大损害。

3.2感应雷、雷电波入侵。

3.2.1感应雷有两种产生方式，分别是静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷：当带电积云接近地面，由于静电感应，与架空导线或某些凸出导线发生电荷吸引感应出大量电荷的现象就是我们称之为的静电感应雷，静电感应雷产生的时候可以引发很高的电位。电磁感应雷：雷电释放的巨大冲击电流会引起空间磁场剧烈变化，在迅速变化的磁场附近导体便会感应生出电动势我们称之为电磁感应雷。如果不能对雷电感应电能进行及时有效的地面引导，就很有可能会发生强烈的放电现象，引起火花、甚至爆炸，严重的危及电气设备的安全运行和相关工作人员的生命安全。

3.2.2感应雷对变电所侵害第一种方式是云中电荷经过雷云对地面放电后变成自由电荷，产生出很高感应电压，其电压可达几万伏特到几十万伏特，过电压会造成触地不良的导体、金属设备放电引起爆炸、火灾、危及人身安全。感应雷对变电所侵害的另一种是被我们称为雷电波入侵的情况，它是指在闪电时雷电流的大变化率使得附近空间产生强烈的感应电磁场，严重的干扰破坏了周围建筑内的大部分电子电器设备，感应电流使导电物体产生的大量内能，极大可能会引发火灾，对人员生命财产造成极大损失。此外，当直击雷击中导线，建造比较高的变电所及建筑物会有极大可能被高位电沿着导线、电源线及信号等线路侵入。雷电波如果入侵建筑物就会对其内部的电气设备造成极大的危害甚至可以引发其内部金属设备的放电现象，造成重大安全隐患。

4具体的防雷电措施

4.1弱电设备的防雷技术。弱电设备的防护分为外部防护和内部防护，在对弱电设备的内部防护时，需要注意加强所有人员参与扩展自身思路，对实用、规范、美观等的原则意识加强，注意对人员自身的脑动能力与手动能力的提高，对工作人员的协调工作进行有效加强，对工作人员工作积极性进行科学合理提高，明确工作人员系统的工作内容，明确自身要求，在工作中采取有效措施，实现工作效率的提高，进而确保弱电设备内部保护防雷技术的实施质量。弱电设备的外部防护工作在实施过程中一定要对工作程序进行合理安排，同时合理的调配有关工作人员的具体防范工作，并研究制定详细、规范的工作计划，保证工作高效完成，为工作提供合理有效的保障，实现预期的设定目标。在对弱电设备的外部防护工作中一定要善于发现防护。

在对弱电设备进行外部防护时，要善于发现其中的安全隐患，及时解决并加以总结，记录检查前数据与检查后数据，工作组认真分析，确保矿井施工人员安全以及生产安全。

4.2架设避雷针。避雷针是"本杰明•富兰克林"（BenjaminFranklin）发明的，避雷针是以前的叫法，现在已经被放弃使用并更名为“接闪杆”，

闪电可以被避雷针有效的截引，把闪电吸引到避雷针身上并将闪电的电流安全导入地下装置，能对地面建筑物或电力设备在一定的面积范围内进行有效保护，使此范围内雷电对建筑或电子电器设备威胁降到最低。

在绝缘配置较高的装置中可以在装置构架上架设避雷针，在表面绝缘较低的情况下，不能允许将避雷针架设到配电构架上，必须配备有独立的避雷针避免雷击事故。

4.3架设避雷器。为了使变电所电气设备的安全运行，在装设避雷器时，对避雷器的残压要限制，要使设备都在避雷器的保护范围内。变电所的母线是安装避雷器的安装位置，还要使避雷器尽量靠近主设备。一组避雷器满足不了所需还要增加设备安装，以下条件是增设避雷器安装的满足条件：第一，增设避雷器额定电压必须要大于等于安装处的电网额定电压；第二，要选择工作环境适宜能力强的设备，工作温度变化要在±四十摄氏度之间；第三，要优先考虑最新科学技术产品，能够成熟应用、工频续流小、放电时间短、残压低、稳定性高的避雷器。

4.4进线段保护。对变电所进线实施防雷保护，就是为了对避雷器雷电避电增幅和雷电波陡度进行限制。当线路上出现过电压时将有行波沿导线向变电所运动，其幅值为线路绝缘的百分之五十冲击闪络电压，线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高的多

5结语

通过本文的分析可知，可以有效加强对雷电的认识以及对雷电的防范意识的提高具有重要意义，比较全面掌握关于变电所遭受雷击侵害的具体方式和变电所对雷电防范的基本情况以及防范雷电科学有效的具体措施，这也为今后更好的预防雷电危害提供有力参考，未来随着经济社会的不断发展，弱电设备、防雷技术不仅会对经济社会的发展发挥极为重要的作用，同时也会对我国防雷技术的升级改造和完善提供可靠依据，各行业对于防雷意识与防雷技术要求也会不断提高，这就需要我们相关的技术人员不断加强对防雷技术的改善，制定出一套更加合理有效的修正方案，提高防雷产品效果保证防雷产品生产质量，更好满足各行业的需求，提高经济社会防雷电设备的发展。

参考文献

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