煤矿6kV 配电线路防雷技术研究

余小素

（晋煤集团 凤凰山矿，山西 晋城 048007）

供电系统可靠是煤矿井下通风、排水、运煤、排矸等日常各个生产环节安全生产的根本保证之一，且随着越来越多的大型机电设备在煤矿井下的应用，矿井安全生产对供电系统牢靠程度的要求大幅度提高。地面配电线路作为矿井供电系统的重要一环，承担着向井下各个作业面直接供电的任务，其安全运行日益受到煤矿企业的重视。由于煤矿6kV 配电线路常常在雷雨天因受到雷击导致过电流、过电压等停电事故的发生，严重影响井下的安全生产及对井下作业人员的生命安全造成威胁，所以，提高煤矿6 kV 配电线路的防雷技术措施，对保证煤矿供电系统的安全运行具有重要的现实意义。

1 6kV 配电线路雷击事故

晋煤集团凤凰山矿南风井主扇由凤凰山35kV 变电所提供双回路电源。由于6kV 供电线路长，且矿井位于黄土高原的丘陵地区，受所处地形的影响，该区雷电活动频发，据有关电业部门数据统计，该区2000～2012年平均发生雷电活动的天数为45天，属多雷区域。该矿机电科统计数据表明：仅2013年由于雷击导致的跳闸事故占全年6kV 供电线路跳闸的30%左右，如：2013年6月南风井Ⅰ回线路因雷击导致跳闸，导线被烧毁，几天过后，该线路又发生雷击跳闸事故；7月南风井Ⅱ回线路由于遭受雷击导致7＃电杆的绝缘子炸裂。以上几起事故导致矿井长时间停电，且由于矿井有高瓦斯区域，停电超过10min，就需井下作业人员撤离工作面，所以，停电事故严重影响了矿井的安全生产。

2 雷击事故原因分析

2.1 绝缘距离过近

该矿35kV 变电所内避雷针的架设位置距被保护的设备之间的绝缘距离过小，Ⅰ回线路1＃铁塔与避雷针间的直线距离仅为2.5m（见图1），且1＃铁塔的接地电阻为17Ω，超出了在土壤电阻率一般的地区不大于10Ω 的规程规定，南风井Ⅱ回线路6kV 电缆线与变电站内的避雷针的直线距离为2m（见图2）。

图1 Ⅰ回线路铁塔与避雷针之间的距离过近

图2 南风井Ⅱ回线路电缆与避雷针距离过近

2.2 部分绝缘子的质量差

由于供电线路使用时间较长，绝缘子使用一段时间后，绝缘性能降低；线路的绝缘子没有喷涂RTV 保护涂料，且矿区内煤尘大，环境较差，使得绝缘子的绝缘电阻过低，导致供电线路中遭受雷击的概率增大。

3 防雷技术对策

为彻底解决上述两种导致线路遭受雷击的问题，采取了相对的技术措施。

1）针对Ⅰ回线路1＃铁塔的接地电阻超标的问题，采取GPF-94 降阻剂来降低接地电阻，取得了较好的效果；针对2条线路的避雷针与保护设备之间的直线距离都小于规程规定的不小于3m 的问题，综合考虑站内避雷针所保护设备的范围及其与被保护设备之间的直线距离不小于3m 的规定，重新选择合适的位置，架设避雷针。

2）绝缘子的防污及更换。为增强线路中瓷绝缘子的耐污及憎水能力，提高其绝缘电阻值，对线路中的绝缘子喷涂RTV保护涂料。由于瓷绝缘子在运行一段时间后，其性能降低，当瓷绝缘子的绝缘电阻值过低甚至是零值时，供电线路遭受雷击的概率大大增加。所以，对矿井供电线路上的瓷绝缘子进行定期检测，对绝缘子上的积污进行定期清理，对质量较差或被击穿、烧灼后的绝缘子及时进行更换。

3）合理设置保护间隙距离。根据以往实验结果分析，保护间隙距离的确定主要与间隙的距离值有关。在2013年7月对该矿南风井Ⅰ回线路安装XWP2-70悬式瓷绝缘子，根据实验室得出的保护间隙距离的数据，经分析得出1＃塔杆至13＃塔杆的保护间隙与击穿电压的关系（见图3）。

图3 保护间隙距离与击穿电压的关系

4 结语

自2013年对该矿南风井两个回路供电线路采取合理选择变电站内避雷针与被保护设备之间的距离、更换质量较差的瓷绝缘子、定期给瓷绝缘子除污等一系列的防雷技术措施以来，供电线路经过半年运行均没有出现过雷击事故，对提高矿井供电线路的绝缘及抗雷击水平起到关键的作用，对保证煤矿供电系统的安全运行，保障井下的安全生产及对井下作业人员的生命安全具有重要的现实意义。