礦井主提升機的安全運行：防雷（二）

　　二、防雷措施

　　1．防雷裝置

　　避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是經(jīng)常采用的防雷裝置。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器，而避雷器是一種專門的防雷裝置。

　　（1）接閃器

　　避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器，建筑物的金屬屋面可作為第一類工業(yè)建筑物以外其他各類建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被保護物的突出地位，把雷電引向自身，然后通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，以此保護被保護物免受雷擊。

　?、俳娱W器保護范圍。接閃器的保護范圍可根據(jù)模擬實驗及運行經(jīng)驗確定。由于雷電放電途徑受很多因素的影響，要想保證被保護物絕對不遭受雷擊是很困難的，一般只要求保護范圍內(nèi)被擊中的概率在0.1%以下即可。接閃器的保護范圍現(xiàn)有兩種計算方法：對于建筑物閃器的保護范圍按滾球法計算；對于電力裝置，接閃器的保護范圍按折線法計算。

　　②接閃器材料。接閃器所用材料應能滿足機械強度和耐腐蝕的要求，還應有足夠的熱穩(wěn)定性，以能承受雷電流的熱破壞作用。

　　避雷針一般用鍍鑄圓鋼或鋼管制成。避雷網(wǎng)和避雷帶用鍍鑄圓鋼或扁鋼制成。

　　避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鑄鋼絞線。

　　用金屬屋面作接閃器時，金屬板之間的搭接長度不得小于100mm.金屬板下方無易燃物品時，其厚度不應小于0.5mm；金屬板下方有易燃物品時，為了防止雷擊穿孔，所用鐵板、銅板、鋁板厚度分別不得小于4mm、5mm和7mm.所有金屬板不得有絕緣層。接閃器焊接處應涂防腐漆，其截面銹蝕30%以上時應予更換。

　　接閃器使整個地面電場發(fā)生畸變，但其頂端附近電場局部的不均勻，由于范圍很小，而對于從帶電積云向地面發(fā)展的先導放電沒有影響。因此，作為接閃器的避雷針端部尖不尖、分叉不分叉，對其保護效能基本上沒有影響。接閃器涂漆可以防止生銹，對其保護作用也沒有影響。

　　（2）避雷器

　　避雷器并聯(lián)在被保護設備或設施上，正常時處在不通的狀態(tài)。出現(xiàn)雷擊過電壓時，擊穿放電，切斷過電壓，發(fā)揮保護作用。過電壓終止后，避雷器迅速恢復不通狀態(tài)，恢復正常工作。避雷器主要用來保護電力設備和電力線路，也用作防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。避雷器有保護間隙、管型避雷器和閥型避雷器之分，應用最多的是閥型避雷器。

　　閥型避雷器主要由瓷套、火花間隙和非線性電阻組成。瓷套是絕緣的，起支撐和密封作用。火花間隙是由多個間隙串聯(lián)而成的。每個火花間隙由兩個黃銅電極和一個云母墊圈組成。云母墊圈的厚度為0.5～1mm.由于電極間距離很小，其間電場比較均勻，間隙伏-秒特性較平，保護性能較好。非線性電阻又稱電阻閥片。電阻閥片是直徑為55～100mm的餅形元件，由金剛砂（SiC）顆粒燒結而成。非線性電阻的電阻值不是一個常數(shù)，而是隨電流的變化而變化的：電流大時阻值很小，電流小時阻值很大。

　　在避雷器火花間隙上串聯(lián)了非線性電阻之后，能遏止振蕩，避免截波，又能限制殘壓不致過高。還有一點必須注意到，雖然雷電流通過非線性電阻只遇到很小的電阻，而尾隨而來的工頻續(xù)流比雷電流小得多，會遇到很大的電阻，這為火花間隙切斷續(xù)流創(chuàng)造了良好的條件。這就是說，非線性電阻和間隙的作用類似一個閥門的作用：對于雷電流，閥門打開，使泄入地下；對于工頻電流，閥門關閉，迅速切斷之。其“閥型”之名就是由此而來的。

　　火花間隙相當于多個串聯(lián)的大小相等的電容。由于各電極對地電容和高壓部分電容不同，而且還受外界條件的影響，使得電壓在各間隙上的分布是不均勻的，使避雷器的性能受到影響。為此，可將火花間隙分成若干組，每組火花間隙上并聯(lián)適當?shù)木鶋弘娮?。如果均壓電阻值比間隙電容的容抗值小得多，則間隙上電壓的分配決定于均壓電阻的大小，可做到大體上是均勻的。電站用FZ10型閥型避雷器就是這種避雷器。

　　壓敏閥型避雷器是一種新型的閥型避雷器，這種避雷器沒有火花間隙，只有壓敏電阻閥片。壓敏電阻閥片是由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結制成的多晶半導體陶瓷元件，具有極好的非線性伏安特性，其非線性系數(shù)α=0.05，已接近理想的閥體。在工頻電壓的作用下，電阻閥片呈現(xiàn)極大的電阻，使工頻電流極小，以致無須火花間隙即可恢復正常狀態(tài)。壓敏電阻的通流能力很強，因此，壓敏避雷器體積很小。壓敏避雷器適用于高、低壓電氣設備的防雷保護。

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