煤礦6kV 配電線路防雷技術(shù)研究

余小素

（晉煤集團 鳳凰山礦，山西 晉城 048007）

供電系統(tǒng)可靠是煤礦井下通風(fēng)、排水、運煤、排矸等日常各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全生產(chǎn)的根本保證之一，且隨著越來越多的大型機電設(shè)備在煤礦井下的應(yīng)用，礦井安全生產(chǎn)對供電系統(tǒng)牢靠程度的要求大幅度提高。地面配電線路作為礦井供電系統(tǒng)的重要一環(huán)，承擔(dān)著向井下各個作業(yè)面直接供電的任務(wù)，其安全運行日益受到煤礦企業(yè)的重視。由于煤礦6kV 配電線路常常在雷雨天因受到雷擊導(dǎo)致過電流、過電壓等停電事故的發(fā)生，嚴(yán)重影響井下的安全生產(chǎn)及對井下作業(yè)人員的生命安全造成威脅，所以，提高煤礦6 kV 配電線路的防雷技術(shù)措施，對保證煤礦供電系統(tǒng)的安全運行具有重要的現(xiàn)實意義。

1 6kV 配電線路雷擊事故

晉煤集團鳳凰山礦南風(fēng)井主扇由鳳凰山35kV 變電所提供雙回路電源。由于6kV 供電線路長，且礦井位于黃土高原的丘陵地區(qū)，受所處地形的影響，該區(qū)雷電活動頻發(fā)，據(jù)有關(guān)電業(yè)部門數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該區(qū)2000～2012年平均發(fā)生雷電活動的天數(shù)為45天，屬多雷區(qū)域。該礦機電科統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：僅2013年由于雷擊導(dǎo)致的跳閘事故占全年6kV 供電線路跳閘的30%左右，如：2013年6月南風(fēng)井Ⅰ回線路因雷擊導(dǎo)致跳閘，導(dǎo)線被燒毀，幾天過后，該線路又發(fā)生雷擊跳閘事故；7月南風(fēng)井Ⅱ回線路由于遭受雷擊導(dǎo)致7＃電桿的絕緣子炸裂。以上幾起事故導(dǎo)致礦井長時間停電，且由于礦井有高瓦斯區(qū)域，停電超過10min，就需井下作業(yè)人員撤離工作面，所以，停電事故嚴(yán)重影響了礦井的安全生產(chǎn)。

2 雷擊事故原因分析

2.1 絕緣距離過近

該礦35kV 變電所內(nèi)避雷針的架設(shè)位置距被保護的設(shè)備之間的絕緣距離過小，Ⅰ回線路1＃鐵塔與避雷針間的直線距離僅為2.5m（見圖1），且1＃鐵塔的接地電阻為17Ω，超出了在土壤電阻率一般的地區(qū)不大于10Ω 的規(guī)程規(guī)定，南風(fēng)井Ⅱ回線路6kV 電纜線與變電站內(nèi)的避雷針的直線距離為2m（見圖2）。

圖1 Ⅰ回線路鐵塔與避雷針之間的距離過近

圖2 南風(fēng)井Ⅱ回線路電纜與避雷針距離過近

2.2 部分絕緣子的質(zhì)量差

由于供電線路使用時間較長，絕緣子使用一段時間后，絕緣性能降低；線路的絕緣子沒有噴涂RTV 保護涂料，且礦區(qū)內(nèi)煤塵大，環(huán)境較差，使得絕緣子的絕緣電阻過低，導(dǎo)致供電線路中遭受雷擊的概率增大。

3 防雷技術(shù)對策

為徹底解決上述兩種導(dǎo)致線路遭受雷擊的問題，采取了相對的技術(shù)措施。

1）針對Ⅰ回線路1＃鐵塔的接地電阻超標(biāo)的問題，采取GPF-94 降阻劑來降低接地電阻，取得了較好的效果；針對2條線路的避雷針與保護設(shè)備之間的直線距離都小于規(guī)程規(guī)定的不小于3m 的問題，綜合考慮站內(nèi)避雷針?biāo)Ｗo設(shè)備的范圍及其與被保護設(shè)備之間的直線距離不小于3m 的規(guī)定，重新選擇合適的位置，架設(shè)避雷針。

2）絕緣子的防污及更換。為增強線路中瓷絕緣子的耐污及憎水能力，提高其絕緣電阻值，對線路中的絕緣子噴涂RTV保護涂料。由于瓷絕緣子在運行一段時間后，其性能降低，當(dāng)瓷絕緣子的絕緣電阻值過低甚至是零值時，供電線路遭受雷擊的概率大大增加。所以，對礦井供電線路上的瓷絕緣子進行定期檢測，對絕緣子上的積污進行定期清理，對質(zhì)量較差或被擊穿、燒灼后的絕緣子及時進行更換。

3）合理設(shè)置保護間隙距離。根據(jù)以往實驗結(jié)果分析，保護間隙距離的確定主要與間隙的距離值有關(guān)。在2013年7月對該礦南風(fēng)井Ⅰ回線路安裝XWP2-70懸式瓷絕緣子，根據(jù)實驗室得出的保護間隙距離的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析得出1＃塔桿至13＃塔桿的保護間隙與擊穿電壓的關(guān)系（見圖3）。

圖3 保護間隙距離與擊穿電壓的關(guān)系

4 結(jié)語

自2013年對該礦南風(fēng)井兩個回路供電線路采取合理選擇變電站內(nèi)避雷針與被保護設(shè)備之間的距離、更換質(zhì)量較差的瓷絕緣子、定期給瓷絕緣子除污等一系列的防雷技術(shù)措施以來，供電線路經(jīng)過半年運行均沒有出現(xiàn)過雷擊事故，對提高礦井供電線路的絕緣及抗雷擊水平起到關(guān)鍵的作用，對保證煤礦供電系統(tǒng)的安全運行，保障井下的安全生產(chǎn)及對井下作業(yè)人員的生命安全具有重要的現(xiàn)實意義。