雷电对施工机械的危害及预防

矿区电厂雷电危害与预防

摘要：煤矿供电系统有明显的特点，地处山区，雷雨天气比较多。因而在雷雨天气经常发生雷击事故，导致安全和经济损失很大的，需要对矿区电厂雷电危害预防进行研究。

关键词：矿区电厂；雷电；危害与预防

1雷电的种类及危害

l.1雷电种类

直击雷：直击雷是带电积云接近地面至一定程度时，与地面目标之间的强烈放电。感应雷：感应雷也称作雷电感应，分为静电感应雷和电磁感应雷。球雷：球雷是雷电放电时形成的发红光，橙光、白光或其他颜色光的火球。

1.2雷电危害

雷电有电性质、热性质、机械性质等多方面的破坏作用，均可能带来极为严重的后果，主要有以下危害。

①火灾和爆炸。直击雷放电的高温电弧、二次放电、巨大的雷电流、球雷侵入可直接引起火灾和爆炸；冲击电压击穿电气设备的绝缘等破坏可间接引起火灾和爆炸。

②触电。积云直接对人体放电、二次放电、球雷打击、雷电流产生的接触电压和跨步电压可直接使人触电；电气设备绝缘因雷击而损坏也可使人遭到电击。

③设备和设施毁坏。雷击产生的高电压、大电流伴随的汽化力、静电力、电磁力可毁坏重要电气装置和建筑物及其他设施。

④大规模停电。电力设备或电力线路破坏后即可能导致大规模停电。

2防雷技术

①直击雷防护。装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。避雷针的保护范围按滚球法计算。如在新建的35 kV线路上往往不设避雷器，只设部分避雷线，经常发生雷击线路造成开关掉闸，甚至击坏开关现象，我们在开关线路侧增加一组避雷器，使掉闸现象大大减少，几乎消失，开关损坏现象连续多年没有再发生。在新建的35 kV线路建议全线设避雷线，使负荷线遭雷击现象大大减少。在合适的位置安装避雷实施，矿区有些6 kV或10 kV线路中间往

往梯结许多变压器，每个变压器上都装避雷器，往往只因一个避雷器损坏而造成全线停电，很是麻烦，我们尝试只是在线路电源端装设避雷器且尽量装在户内，以防止避雷器因吸潮而损坏，使停电现象大大减少。即使避雷器装在户外，也很容易查处。

１６４　安徽农学通报，Ａｎｈｕｉ　Ａｇｒｉ．Ｓｃｉ．Ｂｕｌ１．２０１２，１８（０８）　

雷电的成因、危害和预防　

周双玲　王丽　

（黑河爱辉区气象局，黑龙江黑河１６４３００）　

摘要：主要介绍了雷电的形成原因和雷电发生后的危害，并简述了雷电防护基本常识，以供参考。　关键词：雷电；形成原因；危害；预防　中图分类号Ｓ７６１．５　文献标识码Ｂ　文章编号　１　００７－７　７３１（２Ｏ１　２）０８—１　６４—００２　

１雷电形成的原因　

雷电是一种自然放电现象。在夏季的高空中有好多云　

团在不断运动，云团交错运动，相互摩擦，从而产生大量　

的电荷，就形成了电场。由于同种电荷相互排斥，正电荷与　

负电荷分别聚集到云团的两端。积云带的电达到一定程度　

时，就会穿过空气放电，使两种电荷发生中和，并产生火　

花。由于云层相互摩擦、碰撞而使不同的云层带不同的电，　

当电压达到可以穿过空气的程度以后，临近的两片云层会　

发生放电现象，产生电花和巨大的响声。这就是雷电现象。　

２雷电的危害　

雷电作为自然界中发生的一种破坏性极强的灾害性天　

气事件，给航空航天、国防、通讯、计算机、电子工业、石油　

化工、邮电、交通、森林等国民经济的许多部门和行业造成　

重大经济损失。雷电可使供配电系统、通信系统、计算机信　

息系统中断，引起森林火灾，击毁建筑物，造成火车停运和　

仓储场所、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸，危害人民财产和　

人身安全，同事对航空航天等运载工具威胁很大，甚至影　

响军队的作战。根据不完全统计，全世界每年因雷击造成　

的直接经济损失达５０亿美元以上。例如美国国家雷电安全　

研究所所长１９９８年９月在国际雷电防护会议上指出，美国　

每年因雷击造成的损失５０—６０亿美元，仅美国能源部系　

统在１９９０—１９９８年期间由于雷电引起事故高达４６１起；而中　

国仅２００４年６　８月共发生雷电灾害约６　５０６起，造成人员　

伤亡９９７人，直接经济损失达２亿多元，间接经济损失约达　

雷电的危害及预防

摘要介绍雷电的危害，阐述防止雷电危害的技术及建议，以为减少雷电危害提供参考。

AbstractThe paper introduced damages of thunderbolt，expounded

thunderbolt-protection technology and countermeasures，in order to provide

references for decreasing damages of thunderbolt.

Key wordsthunderbolt；damages；protection；countermeasures

1雷电的危害

雷电的危害包括直击雷的危害、雷击电磁脉冲的危害。前者的产生有3种形式，即雷电流的电效应、热效应、机械效应，后者的产生有4种形式，即雷电的电磁感应、雷电反击、静电感应、电磁脉冲。

1.1直击雷的危害形式

直击雷以强烈放电的形式，通过雷云对大地某点发生危害，有3种危害形式。一是雷电的电效应。雷云放电时，产生的雷电流变化率大，达几万或几十万安培，通过有电阻或电感物体时，能产生非常高的冲击电压，足以烧毁电力系统、导致易燃易爆物品的爆炸或火灾，甚至造成电效应和冲击波，伤害施工设备和人体。二是雷电流的热效应。导体有雷电流通过时，能瞬间将电能转化，产生大量的热能，雷击点的发热能导致温度极高，可达6 000 ℃以上，造成设备烧毁甚至融化。三是雷电的机械效应。施工机械设备被雷电直接击中，以致毁坏。

1.2雷击电磁脉冲的危害形式

包括以下4种危害形式：一是雷电的电磁感应。雷电发生时，在极短的时间内，雷击电流发生且很大，交变电磁场在其周围空间产生，进而产生大的电动势、感应电流，致线路中间或终端的设备损害。二是雷电反击。遭受直击雷的接闪器、接地引下线和接地体，在引导电流时，其与连接的金属导体会产生过高的电压，并与周围产生巨大的电位差，引起闪络。三是雷电的静电感应。其是指带电的雷云接近地面时，对导体感应出相反电荷，使建筑物的感应电荷不能迅速流入大地，对地电压随即产生，以致空气间隙发生火花放电。四是雷电的电磁脉冲。其是以强大闪电流作为干扰源，感应范围大，危害程度巨大，破坏力强。

1、雷电的危害

出现雷击时，雷电流会沿变电站的接地网散流，支线上的雷电流和各点电位差异很大，连接在不同等电位地网上的自动化设备，如果其间有电信号联系，那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。由于直击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射，会出现导致设备过电压放电。显然，这种雷危害是大面积的，变电站二次设备损坏多数都是由此情况产生，特别是自动化设备对雷电等电磁脉冲和过电压过电流的耐受能力很低，就会在设备的绝缘薄弱处造成击穿。而且电力系统针对自动化设备防雷工作滞后，这些设备遭受雷击损坏极高，后果也越来越严重。近年来在电力系统中多次发生因雷电造成综合自动化设备损环，使测控装置误动、拒动，或使远动工作站“罢工”，更严重的将失去对无人值班站的监控而导致事故扩大。

2、雷击的侵入途径

架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站，是导致变电站自动化设备遭受雷害的主要原因，雷电波通常是通过变电站邻近的10kV线路侵入10kV母线，再经过10kV站用电变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合闯入交流屏馈电出线。途中经过了10kV线路避雷器、母线避雷器和站用变避雷器3级削峰，再经过站用变低压出线的平波作用 电压幅值有所下降。但由于雷电波的电压、能量极高，且高压避雷器等设备技术上局限性，虽然绝大部分的雷电能量都能在到达自动化设备之前得以消除。但雷电波仍可能以幅值相对很高，作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式，通过站用变压器低压侧馈电出线，加到采用220V交流电源的自动化设备上。此外，雷云在变电站附近活动时,雷云所带强电场会以静电感应方式在二次电缆上感应出很高的感应电压，当局部电位升高超过一定数值，严重得将向二次电缆两端的设备进行反击，并首先在较弱的自动化设备一端放电，这种放电干扰所带来的后果一般情况下会使装置功能紊乱，严重将会损坏自动化系统的元器件。还有一种情况，就是感应雷电波通过测控装置的信号采集电缆入侵，以很高的电压直接加到远动系统的信号采集模块上，造成采集模块烧坏。因而有必要采取防护措施，减少雷击对设备的危害。