煤礦變電所遭受雷擊事故的類型分為三類:一是輸電線路受雷擊時沿線路向變電所入侵的雷電波;二是雷擊輸電線路附近地面的感應(yīng)雷;三是雷直擊變電所內(nèi)線路和設(shè)備的直擊雷。雷電波與感應(yīng)雷的陡度大、幅值高,危害嚴重,不采用防雷措施就使變電所的電器設(shè)備絕緣擊穿。據(jù)統(tǒng)計,我國110~220kV的變電所因雷電波引起的事故率約0.5次/百所.年,直配電機的損壞率約1.25次/百所.年。
變電所防范雷電波和感應(yīng)雷是防雷的首要任務(wù),對直擊雷要采取合理的防雷措施,對高壓輸電線路要用耐雷水平和雷擊跳閘率來衡量防雷性能優(yōu)劣,確保煤礦變電所安全正常運行。
煤礦變電所對直擊雷的防護措施
變電所防護直擊雷的有效措施就是在變電所安裝避雷裝置。避雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器采用避雷針、帶、線和網(wǎng)。引下線要保證接閃器與大地間有良好連接,接地裝置的電阻應(yīng)不大于10Ω。
在避雷針高于被保護設(shè)備時,它的保護范圍包括變電所廠房及室外所有設(shè)備。避雷針就像一把傘,只要把被保護設(shè)備置于傘蓋的范圍內(nèi),它就能將雷電吸引到自身上,就能把極大的雷電流通過引下線引入地下的接地裝置,盡快散逸到大地并與異種電荷中和,可以保護設(shè)備雷擊概率小于0.1%。要防止它們之間造成反擊事故。在采用滾球法計算時,避雷針保護范圍縮小,可在建筑物上安裝避雷帶(網(wǎng))。
煤礦變電所對雷電波的防護措施:
1、變電所內(nèi)防護雷電波措施
變電所內(nèi)的主變電壓最重要,應(yīng)重點保護。利用變電所母線安裝閥型避雷器,把它接在主變壓器旁邊。在雷電波入侵到主變壓器時,產(chǎn)生全反射使它們身上的電壓升高,雷電波電壓曲線與閥型避雷器的較平坦的伏秒特性相交,使避雷器動作。對有正常防雷的110~220kV變電所,流過避雷器的雷電流不大于5kA,在主變壓器沖擊耐壓大于避雷器沖擊放電電壓時,主變壓器得到可靠保護。要選擇好安裝避雷器的位置,它與主變壓器及其它設(shè)備的距離都應(yīng)小于最大允許電氣距離。一組不滿足要求時可再增一組。
2、輸電線路防護雷電波措施
35~110kV無避雷線的輸電線路,當(dāng)進線段遭雷擊時,雷電波的幅值和陡度會超過變電所設(shè)備的耐壓值。在接近變電所1~2km的進線段處安裝避雷線就能降低雷電波的陡度,限制流過變電所閥型避雷器中的雷電流不大于5kA,使進線段內(nèi)出現(xiàn)雷電波的概率大為減小,即使出現(xiàn)也只能在進線段外。對重雷區(qū)及雨季經(jīng)常合閘的情況,還應(yīng)該在進線段保護的首端各安裝一組管型避雷器。
3、各種變壓器防護雷電波措施
(1) 35kV變壓器中性不用保護,110kV變壓器中性接避雷器;
(2) 3~10kV配電變壓器采用閥型避雷器,對多雷區(qū)還要在低壓側(cè)安裝一組氧化鋅避雷器。
4、直配電機防護雷電波措施
在每臺電機出線的母線處安裝一組磁吹避雷器,再采用進線段保護措離來限制流入磁吹避雷器中的雷電流不大于3kA;在電機母線上安裝電容器,也能限制雷電波陡度,降低幅值,保護直配電機匝間及中性點絕緣。
(1) 三相繞組變壓器只須在低壓繞組某相出口處加裝一只避雷器;
(2) 自耦變壓器可在高壓、中壓側(cè)與斷路器之間各安裝一組避雷器;