楊彩萍

（汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司供用電分公司，山西介休 032000）

1 礦區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

山西是我國(guó)的第一產(chǎn)煤、輸煤大省，作為以煤炭產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的汾西（礦業(yè)）集團(tuán)擁有獨(dú)立的供電網(wǎng)絡(luò)，并且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相當(dāng)大。汾西（礦業(yè)）集團(tuán)電網(wǎng)是以110 kV、35 kV、10 kV、6 kV等電壓級(jí)組成的供電網(wǎng)，隨著企業(yè)對(duì)電能的需求越來(lái)越大，對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展，雷擊供電線路引起的跳閘停電、打壞電氣設(shè)備的事故也日益增多。許多礦井是重瓦斯礦井，極具危險(xiǎn)性，供電的安全直接關(guān)系到通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦發(fā)生電網(wǎng)遭受雷害事故造成停電，通風(fēng)系統(tǒng)停運(yùn)，礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛葧?huì)迅速上升，極易起火爆炸，不僅帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，而且還嚴(yán)重威脅到礦工的生命安全[1-3]。

近年通過(guò)深入研究和分析已有輸電線路和變電站防雷接地措施的缺陷和不足，結(jié)合已有輸電線路和變電站的故障統(tǒng)計(jì)資料和線路走廊沿線的地理環(huán)境及雷電活動(dòng)情況，并充分考慮雷擊形式的多樣性，針對(duì)輸電線路和變電站設(shè)計(jì)出綜合防雷措施，從根本上解決輸電線路和變電站雷害事故多發(fā)的問(wèn)題，具有非常好的實(shí)用性，為電網(wǎng)可靠、穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障，進(jìn)而無(wú)形的提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，并可以在礦區(qū)其他供電線路上推廣。

2 高壓線路防雷改造措施

線路防雷改造是以“差異性、精細(xì)化、系統(tǒng)性”的防雷思路，由點(diǎn)到面，由單個(gè)設(shè)備防雷到系統(tǒng)防雷配合，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和專(zhuān)利技術(shù)，合理選配使用防雷元件，重點(diǎn)防止雷電波對(duì)線路器件及變電站主要設(shè)備損傷，降低雷擊跳閘率，提高供電可靠性。

（1）在輸電線路絕緣子兩端并聯(lián)可調(diào)式過(guò)電壓保護(hù)裝置；加裝可調(diào)式過(guò)電壓保護(hù)裝置可以改變接地短路電弧通道提高弧道絕緣恢復(fù)速度，促使接地電弧快速熄滅，降低了配電線路雷擊建弧率，進(jìn)而降低雷擊跳閘率。

（2）桿塔接地改造，改造變電站進(jìn)、出線前10級(jí)桿塔的接地裝置，重點(diǎn)降低沖擊接地電阻；實(shí)踐證明，在水平接地體周?chē)┘痈咝驖?rùn)土降阻防腐劑的環(huán)形接地極，對(duì)降低桿塔的沖擊接地電阻效果明顯。

（3）線路進(jìn)變電站段改造；設(shè)置進(jìn)線段保護(hù)防止線路侵入波對(duì)變電所的危害。據(jù)調(diào)查絕大多數(shù)變配電所雷害事故都是由線路侵入的雷電過(guò)電壓造成的，主要是線路的絕緣水平一般都較高，而變配電所電氣設(shè)備絕緣水平較低，為配電線路與變配電所在絕緣配合上存在的矛盾，采用配電型可調(diào)過(guò)電壓保護(hù)間隙：

1）設(shè)置線路進(jìn)變電站的前10級(jí)桿塔為進(jìn)線段保護(hù)，即從第10級(jí)起逐級(jí)降低過(guò)電壓保護(hù)裝置間隙動(dòng)作值，至終端桿與變電站設(shè)備絕緣相配合；

2）對(duì)線路前10級(jí)桿塔架設(shè)耦合地線。一是增大避雷線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)，從而減少絕緣子串兩端電壓的反擊電壓和感應(yīng)電壓的分量；二是增大雷擊塔頂時(shí)向相鄰桿塔分流的雷電流。

3 變電站防雷改造措施

3.1 改造變電站接地裝置優(yōu)化防雷沖擊接地

對(duì)變電站接地裝置進(jìn)行改造，特別是對(duì)防雷設(shè)備接地進(jìn)行沖擊接地優(yōu)化。雷電流在通過(guò)引下線導(dǎo)向避雷針地網(wǎng)或變電站地網(wǎng)泄放時(shí)會(huì)因雷電流的通過(guò)而產(chǎn)生較大的電位差可能會(huì)引起反擊。為了避免反擊現(xiàn)象，需要對(duì)主要設(shè)備以及主要泄流裝置鋪設(shè)接地沖擊均壓環(huán)，同時(shí)接地均壓環(huán)也可起到降低接地電阻和屏蔽干擾的效果，并在一定程度上起到等電位連接的作用。

（1）鋪設(shè)接地均壓環(huán)

如圖1所示，沿變電站高壓主控室鋪設(shè)環(huán)形水平接地網(wǎng)，再在離環(huán)形水平接地網(wǎng)的外圈3 m處鋪設(shè)另一根環(huán)形水平接地網(wǎng)，水平接地網(wǎng)的邊角處應(yīng)改造成圓弧形狀避免尖角放電，然后再把兩環(huán)形接地網(wǎng)如圖所示每隔5 m連接起來(lái)，在聯(lián)接處打入一根1.2～1.5 m的垂直接地極。

圖1 柳西110 kV變電站接地網(wǎng)改造俯視圖

水平接地體施加降阻劑。對(duì)水平接地體可先開(kāi)挖如圖2所示的溝槽，待溝槽挖好后可進(jìn)行水平接地體的鋪設(shè)和焊接，然后把水平接地體墊地，再倒入GPF-94高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑粉，把水平接地體均勻的包裹在中間，在聯(lián)接處打入一根1.2～1.5 m的垂直接地極；然后加水洇透，用細(xì)土回填，并分層夯實(shí)。如山區(qū)取水困難，也可施加干粉待下雨后讓降阻劑自己吸收水份，但降阻劑的生效較慢，一般要待一個(gè)雨季之后。回填土切記不要用碎石，沙子和垃圾回填。

（2）穩(wěn)定接地參數(shù)

圖2 水平接地網(wǎng)改造剖視圖

針對(duì)山西礦區(qū)土壤易干燥，保水性差的特點(diǎn)，和礦區(qū)變電站防雷接地裝置的布局，用保水性能好，防腐性好的GPF-94高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑，降低防雷設(shè)備沖擊接地阻抗，改善沖擊電位分布，穩(wěn)定接地參數(shù)，確保在防雷設(shè)備動(dòng)作時(shí)，在防雷接地裝置上的電位升高不對(duì)被保護(hù)設(shè)備的絕緣構(gòu)成威脅。

3.2 整改、規(guī)范、完善變電站內(nèi)的防雷設(shè)備

（1）更換或拆除各種型號(hào)的組合式過(guò)電壓保護(hù)器。

（2）規(guī)范避雷器的選型、試驗(yàn)、安裝及運(yùn)行維護(hù)，選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的、參數(shù)合適的避雷器作為設(shè)備的防雷保護(hù)裝置。

（3）改造存在問(wèn)題的直擊雷防雷措施。

（4）對(duì)電容電流超過(guò)10 A的變電站安裝預(yù)調(diào)式消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的殘流小于系統(tǒng)的熄弧臨界值。

（5）對(duì)35 kV主變壓器，35kV系統(tǒng)電容電流不超標(biāo)的變壓器，為了防止線路三相進(jìn)波打壞變壓器繞組中性點(diǎn)，應(yīng)對(duì)35 kV中性點(diǎn)套管引出安裝35 kV氧化鋅避雷進(jìn)行保護(hù)。

3.3 完善、規(guī)范變電站防雷設(shè)備和接地裝置試驗(yàn)

（1）定期采用正硧的試驗(yàn)方法對(duì)變電站的避雷器、計(jì)數(shù)器進(jìn)行全面的預(yù)防性試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)及時(shí)淘汰不合格的防雷設(shè)備。

（2）采用正確的試驗(yàn)方法對(duì)變電站的接地裝置的工頻接地阻抗、跨步電壓、接觸電壓、電位分布、設(shè)備接地導(dǎo)通等項(xiàng)目進(jìn)行全面的試驗(yàn)。

（3）測(cè)量各站6～35 kV系統(tǒng)電容電流值，對(duì)電容電流超過(guò)10 A的變電站安裝預(yù)調(diào)式消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的殘流小于35 kV系統(tǒng)的熄弧臨界值。

3.4 強(qiáng)化完善變電站主設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督和管理

（1）加強(qiáng)充油設(shè)備的油色譜監(jiān)督，常規(guī)的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)充油設(shè)備的潛伏性故障，而絕緣油的氣象色譜分析則能在運(yùn)行中通過(guò)分析油中微量特征氣體的含量和比值及時(shí)發(fā)現(xiàn)主設(shè)備的潛伏性故障。要針對(duì)各類(lèi)不同的設(shè)備制訂絕緣油色譜分析的周期和標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)跟蹤設(shè)備的運(yùn)行情況，在故障的初期及時(shí)的進(jìn)行處理和預(yù)防，從而防止主設(shè)備發(fā)生設(shè)備損壞事故。

（2）要對(duì)GIS組合電器采用先進(jìn)行在線監(jiān)督技術(shù)，當(dāng)GIS內(nèi)部有異常放電聲音時(shí)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)報(bào)警，及時(shí)處理，避免事故發(fā)生。

（3）健全、完善變電站設(shè)備的技術(shù)檔案和各站圖紙資料，健全變電站的運(yùn)行日志，對(duì)出現(xiàn)的雷害故障要從技術(shù)層面上深抓不放，找出存在的技術(shù)問(wèn)題和防范改進(jìn)措施并進(jìn)行改造。

4 防雷接地改造取得的效果

隨著集團(tuán)公司煤炭主營(yíng)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，對(duì)各礦井下供電的安全性、可靠性和連續(xù)性提出了更高的要求，而礦井供電系統(tǒng)抵御雷電災(zāi)害的能力需要進(jìn)一步提高，此次，通過(guò)以上防雷接地技術(shù)的改造，有效地解決了我礦區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)有供電系統(tǒng)的隱患，避免了雷電事故的發(fā)生，進(jìn)一步鞏固了供電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

人類(lèi)步入21世紀(jì)，經(jīng)濟(jì)、科技等各個(gè)領(lǐng)域得到了高速發(fā)展，同時(shí)人們對(duì)于電力供應(yīng)的要求與日俱增，而當(dāng)下保障電力供應(yīng)的安全、有序，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)之一，而防雷接地工作是一項(xiàng)系統(tǒng)、龐大的工程，一旦出現(xiàn)問(wèn)題將勢(shì)必會(huì)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的安全、正常工作產(chǎn)生影響，所以加強(qiáng)輸電線路、變電站的保護(hù)工作，避免雷電事故的發(fā)生，進(jìn)而增加整個(gè)電網(wǎng)的可靠、安全程度，是一項(xiàng)造福于人民的崇高工作。

［1］謝廣壘.220 kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù)探討［J］.機(jī)電信息，2011（27）：3-36.

［2］周兆華.220 V配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2014（7）：215-217.

［3］吉智，吳雪冰，吳慎山.智能建筑的防雷接地設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代建筑電氣，2010（8）：41-44.