何立菊
（四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司，四川 广安 638020）
摘要：针对龙滩煤矿主通风机及其供电架空线路地处高山多雷区域，供电系统主要采用避雷塔、避雷针和避雷器配合接地保护的传统方法避雷，通风机电机在运行中易受雷击情况，对主通风机供电系统防雷保护技术进行了改造研究，形成了由隔离变压器、线路避雷器、防闪避雷装置、避雷针、终端杆避雷器、控制柜内避雷器等技术措施组成的防雷“新利器”，将雷击过电压对地泄放，不再进入运行中的风机电机，达到保护正在运行电机的目的，确保风机安全运行。
关键词：主通风机；隔离变压器；避雷
0 前言
四川华蓥山龙滩煤矿主通风机房、风井双回路架空线路地处偏僻的农村高山区，架空线路单回路共计25根杆塔里程约5200m，线路一半以上安装在山峰顶；风井共配置两个变电所，分别为24#主通风机和26#主通风机供电，主通风机供电系统主要采用避雷塔、避雷针和避雷器配合接地保护的传统方法避雷，自2005年主通风系统建设投入使用以来，每年架空线路遭受雷击机会多，常常引起架空线路跳闸、断线，或者线路元件及电气设备损坏造成供电被中断及主通风机电机被击穿情况发生。因此，为了保障矿井主通风系统的正常运行，确保矿井正常通风，矿井安全生产，开展主通风机供电系统防雷保护技术研究是十分必要的。
1 项目技术方案
1.1 增设隔离变压器和避雷器装置
项目研究引进S11-1600/10型隔离变压器和YH5WS-17/50型氧化锌避雷器，分别安装在龙滩煤矿风井主通风机房两趟10kV电源进线前方，隔离变压器原方安装一台PJG43-200/10煤矿用高压隔爆真空配电装置。避雷器将遭受雷击的过电压进行对地释放；利用隔离变压器对雷电高压能起到有效的限制作用、抗干扰作用和净化电源作用，以及隔离变压器的漏电感和端子的对地放电间隙及对地电容，可以使雷电波导入大地而不进入运行中风机电机，从而使室内控制柜及电机免受雷电的袭击，实现隔离强雷电直击电机。
1.2 风井Ⅰ、Ⅱ回10KV架空线路增加天幕型直击雷保护装置
天幕型直击雷保护装置是近年来发展起来的防闪避雷装置新技术,具有以下特点：（1）既有很强的中和雷电下行先导作用，又可接闪；（2）将雷电对地面的闪击大幅度减少，也就大大减少了从电源线、信号线、天线上的感应雷，抗风能力强，可达到40m/s的风力；（3）可配备雷电计数器。
天幕型直击雷保护装置安装情况：在经常被雷击的风井Ⅰ回10kV线路在8#杆、17#杆、22#杆和Ⅱ回10kV线路在8#杆、18#杆、21#杆分别安装HYPD-111型天幕型直击雷保护装置。通过安装，保证雷电电流不窜入架空线路，确保风井Ⅰ回、Ⅱ回架空线路由被动防雷转换为主动防雷。两回路其余杆安装氧化锌避雷器YH5WS-17/50和避雷针，提高了风井回路的避雷效果，保证了通风机的供电安全可靠性。
1.3 接地极、接地电阻整改
（1）对风井工业广场防雷接地进行整改，设备保护接地和避雷塔、避雷器接地分开装设，并保持5米以上距离。
（2）对风井Ⅰ、Ⅱ回架空线路接地电阻不合格点进行整改，风井Ⅰ、Ⅱ回架空线路终端杆上防雷接地引下线不得超过引下电缆长度。
（3）在土壤厚度低于1.5m地点（岩石地段）采用安装接地模块来保证接地电阻达到10欧以下。
接地模块具有以下特点：
a.降低接触电阻：接地模块的主体材料与土壤的物理结构相似，能与土壤结合为一体，使接地体与土壤的有效接触面积比金属接地体大许多倍，增大了接地体的有效散流面积，极大降低接地体与土壤的接触电阻，因此能显著提高接地效率，减少地网占用土地面积。
b.接地电阻稳定：接地模块自身有很强的吸湿保湿能力，使它周围的土壤保持湿润，保证接地模块有效发挥导电作用；同时，接地体中导电物的导电特性不受干湿度、高低温等季节变化的影响，因此能提供稳定的接地电阻。
c.减少地电位反击：接地模块的非金属材料使电阻率相差巨大的金属与土壤之间形成一个变化比较平缓的低电阻区域，当大电流冲击时，可降低接地体、接地线暂态电位梯度，降低跨步电压和接触电压，减少发生地电位反击的概率。
d.使用寿命长：接地模块的主体本身是抗腐蚀材料，它的金属骨架采用的是表面经抗腐蚀处理的金属材料。
（4）其余不合格地点，重新挖坑，加降阻剂、工业盐采用并联接地来保证接地电阻达到10欧以下。
（5）对接地极腐蚀、锈蚀的更换和防腐处理。
1.4 主通风机控制柜改造、搬迁
（1）24#主通风机控制柜从原配电室搬到26#主通风机配电室集中安装，以利于管理、操作方便。
（2）将24#风机控制柜原真空断路器Z28直流操作改为交流操作，另外该控制柜已使用10年，现在厂家已不再生产该产品。为保证今后维护方便和配件互换，决定将此真空断路器Z28更换为施耐德VS1-12/630-25真空断路器，达到断路器和新风机控制柜断路器型号参数一致，控制都是交流操作，通讯一样。
（3）继电保护装置更换为南京磐能DMP-3371型，达到和新风机继电保护装置型号参数一致、通讯信息一致。
（4）控制柜内仍按原设计装设YH5WZ-17/45避雷器，该避雷器已是国内产品中最低雷电冲击残压值45KV，直流残压24KV。
1.5 前台显示安装
24#、26#风机控制柜集中安装后，将控制柜上装设的微机保护装置接入前台计算机，实时反映开关分、合闸情况，负荷情况、过流、过载、缺相、速断动作情况，存储历史信息并能打印，操作司机监视设备运行情况。
2 项目实施技术质量保证措施
(1)防雷接地隐蔽工程、施工过程中及完工后，必须自检合格，再报现场负责人检验，并拍照记录，合格后方能进行下道工序，竣工资料装订成册，存档备查。
(2)主通风机防雷治理工程的接地达到《建筑物防雷设计规范》GB50057－1994（2000版）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343－2004。
(3)主通风机防雷治理工程的电气试验结果达到煤矿电气试验规程(83)煤生字第761号。
(4)主通风机防雷治理工程的继电保护符合继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14285-2006。
3 项目取得的成果
通过一系列新型避雷设备的投入使用，形成了由线路避雷器、防闪避雷装置、避雷针、终端杆避雷器、隔离变压器、控制柜内避雷器等技术措施组成的防雷“新利器”，将雷击过电压对地泄放，不再进入运行中的风机电机，达到保护正在运行电机的目的，确保风机安全运行。
4 结论
项目实施后，增强了整个风井双回路及主通风机防雷效果，提高了雷雨季节供电安全等级，保证了供电安全可靠性，确保了矿井安全生产。主通风机供电系统防雷保护自改造完成并投入运行以来，未发生过雷击造成主通风机停风事故，杜绝了主通风机电机及架空线路被雷击损毁电机而导致全矿停产的事故，经济效益和社会效益明显。项目在类似条件高山区具有广泛推广应用前景。
参考文献：
[1]丁增林，《煤矿主通风机供电线路避雷方案》，《河北煤炭》，2011。
[2]周易龙，熊家伟，邓杰文《某煤矿通风机站直配线路防雷保护方法研究》，《工矿自动化》，2014。
[3]姜明学，《煤矿防雷技术的改造设计及应用》，《煤矿机电》，2015。
作者简介：何立菊（1982年09月－），女，重庆荣昌人，机电工程师，现在四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司从事科技管理和机电技术工作。