将避雷针技术运用到电线杆上解决防雷电难题

邵　华　方　闯

摘要:分析将避雷针技术运用到6KV电线杆上,提出有效解决架空线路防雷电难题,并找出解决方案,为其它煤矿解决变电所架空线路敷设受云层放电和直击雷影响事例提供参考。

关健词:雷电接闪器接地装置连接避雷针

0 引言

新集一矿西风井是矿井西部采区的风井,装有2台1600KW抽风机,电源来自35KV变电所635#、646#柜,采用LGJ-2402架空线路敷设,全程共有48个基砼杆(塔),(其中646#线路有铁塔2座)线路全长约2500m,属矿井一类供电负荷。由于该架空线路途经空旷地带,全程无避雷线保护,夏季易遭受云层放电和直击雷影响,引发恶性停电事故。据统计,2006-2007年635#、646#线路因雷电引起跳电事故共计9起,影响时间长达74余小时。从事故统计分析,雷电成为西风井6KV供电线路的最大威胁,给矿井安全生产造成重大损失,属重大供电安全隐患。

1 防雷电思路

通过对西风井635#和646#架空线路现场勘察后,决定在空旷处线路的砼杆上逐杆安装避雷针,将直接雷引入大地:同时在线路上安装一定数量避雷器,达成防止感应雷的目的,从而提高整条线路的防雷水平。

2 防雷电原理

自行设计、加工的避雷针,采用钢结构金属构件,由支撑固定架、雷电接闪器、地线等部分组成,在线路每个杆塔的杆顶帽侧面上加设自制避雷针并配套安装避雷器,通过接地线与金属接地极构成闭合回路,将云层放电和直击雷引入地下,对地放电,避免雷电对线路杆塔造成的冲击破坏。

附图:

如上图所示该避雷针全长1.50米,分为接闪器、支撑固定部分、引下线、接地装置。

接闪器在避雷针的顶部长为350mm的圆锥体,为保证接闪器对雷电有良好的接闪性能,在其表面镀铜;支撑固定部分为50*5的角铁焊接,共分两层,底部用长200mm的角铁固定在杆顶帽底部螺栓缝合部,二台用长300mm的角铁固定在杆顶帽的针瓷底部螺栓上;引下线用用LJ-502的铝铰线,两端用铝502线鼻子分别与避雷器的固定部分和接地装置连接;接地装置用2寸的镀锌管加工而成,长约1.5米,为确保其接地电阻值小于10Ω,根据土壤的电阻率,有时采用2根接地极并联以降低接地电阻;避雷针安装后距6KV线路最近导线距离均在300mm以上.满足放电间隙的要求;635#和646#线路杆体距地面高约15米,横担距杆顶900mm,杆顶帽高300mm,杆顶帽二台高200mm,针瓷高240mm;针瓷底部到横担针瓷顶部垂直高度=900mm-200mm -240mm=460mm;635#和646#线路的横担长1.5米,避雷针安装后,其在14.1米高度对横担的最远端边相线路绝缘子半径=300(避雷针到杆体的距离)+700(横担的最远端边相 绝缘子距杆体距离)=950MM。

避雷针的有效高度:h=15米(线路杆体高)+1.5米(避雷针高度)-0.2米(杆顶帽二台的高)=16.3米

被保护横担高度:

hx=15米(线路杆体高)-0.9米(横担距杆顶)=14.1米

避雷针在14.1米高度对横担的有效保护半径:

rx=(h-hx)P=(16.3-14.1)×1=2.2米

满足安装后保护最边相距杆体950mm处绝缘子的要求。

其保护范围如右图所示:

3 防雷电效果

西风井635#、646#线路在安装避雷针后,接地极对地绝缘电阻最小为0.6Ω,最大为3.7Ω,远远低于电力行业架空线路杆塔接地极不大于10Ω的规定。在雷电引起的过电压、大电流的冲击下,通过避雷针接地回路可有效对地放电,极大地提高了线路的耐雷水平。08年,经受住了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天强雷雨雷电对流天气的检验,未发生一起雷雨雷电强对流天气引起线路再次跳电的事故,确保了矿井的安全生产。

4 防雷电技术综述

新集一矿西风井6KV架空线路防雷电避雷针技术的运用,有效解决了架空线路防雷电难题,实际使用效果良好。

该自制避雷针具有以下特点:①结构简单:自制避雷针取材广泛、加工工序简单,使用元钢、等边角钢、普通焊接钢管经过简单切割、焊接即可进行加工制作。②价格经济:635#、646#线路如全程使用1×7-7.8避雷线,仅避雷线成本一次性投入近7000元,且安装难度、投入人力较大,费用高。避雷针加工成品材料费用仅50余元,全线安装避雷针,费用投入不足2400元,价格便宜,经济实用。③重量轻、易安装:自制避雷针重量仅为11千克,加工成品只需两颗M12螺栓直接固定在杆顶,即完成安装过程。④推广性强:自制避雷针使用安全、可靠、成本低、安装方便,避雷效果良好,可在水泥砼杆架空线路上安装使用,极具推广价值。

参考资料:

[1]继电保护事故处理技术与实例/李鹏博等编著-北京:中国电力出版社.2002.

[2]电力系统主设备继电保护试验/李玉海等编著-北京:中国电力出版社.2005.

[3]工矿企业供电/张学成主编-徐州:中国矿业大学出版社.2005.1.

[4]工矿企业供电设计指导书/张学成主编-徐州:中国矿业大学出版社.1998.7.

[5]煤矿电工手册第二分册:矿井供电/顾永辉等编-北京:煤炭工业出版社.1996.