煤礦6kV 配電線路防雷技術研究

余小素

（晉煤集團 鳳凰山礦，山西 晉城 048007）

供電系統可靠是煤礦井下通風、排水、運煤、排矸等日常各個生產環節安全生產的根本保證之一，且隨著越來越多的大型機電設備在煤礦井下的應用，礦井安全生產對供電系統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的重要一環，承擔著向井下各個作業面直接供電的任務，其安全運行日益受到煤礦企業的重視。由于煤礦6kV 配電線路常常在雷雨天因受到雷擊導致過電流、過電壓等停電事故的發生，嚴重影響井下的安全生產及對井下作業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措施，對保證煤礦供電系統的安全運行具有重要的現實意義。

1 6kV 配電線路雷擊事故

晉煤集團鳳凰山礦南風井主扇由鳳凰山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，受所處地形的影響，該區雷電活動頻發，據有關電業部門數據統計，該區2000～2012年平均發生雷電活動的天數為45天，屬多雷區域。該礦機電科統計數據表明：僅2013年由于雷擊導致的跳閘事故占全年6kV 供電線路跳閘的30%左右，如：2013年6月南風井Ⅰ回線路因雷擊導致跳閘，導線被燒毀，幾天過后，該線路又發生雷擊跳閘事故；7月南風井Ⅱ回線路由于遭受雷擊導致7＃電桿的絕緣子炸裂。以上幾起事故導致礦井長時間停電，且由于礦井有高瓦斯區域，停電超過10min，就需井下作業人員撤離工作面，所以，停電事故嚴重影響了礦井的安全生產。

2 雷擊事故原因分析

2.1 絕緣距離過近

該礦35kV 變電所內避雷針的架設位置距被保護的設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不大于10Ω 的規程規定，南風井Ⅱ回線路6kV 電纜線與變電站內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 南風井Ⅱ回線路電纜與避雷針距離過近

2.2 部分絕緣子的質量差

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，且礦區內煤塵大，環境較差，使得絕緣子的絕緣電阻過低，導致供電線路中遭受雷擊的概率增大。

3 防雷技術對策

為徹底解決上述兩種導致線路遭受雷擊的問題，采取了相對的技術措施。

1）針對Ⅰ回線路1＃鐵塔的接地電阻超標的問題，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備之間的直線距離都小于規程規定的不小于3m 的問題，綜合考慮站內避雷針所保護設備的范圍及其與被保護設備之間的直線距離不小于3m 的規定，重新選擇合適的位置，架設避雷針。

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，對質量較差或被擊穿、燒灼后的絕緣子及時進行更換。

3）合理設置保護間隙距離。根據以往實驗結果分析，保護間隙距離的確定主要與間隙的距離值有關。在2013年7月對該礦南風井Ⅰ回線路安裝XWP2-70懸式瓷絕緣子，根據實驗室得出的保護間隙距離的數據，經分析得出1＃塔桿至13＃塔桿的保護間隙與擊穿電壓的關系（見圖3）。

圖3 保護間隙距離與擊穿電壓的關系

4 結語

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