矿井主提升机的安全运行：防雷（二）

二、防雷措施

1.防雷装置

避雷针、线、网、带、避雷器是常用的防雷装置。一套完整的防雷装置包括避雷器、引下线和接地装置。以上的针、线、网、带只是避雷器，避雷器是特殊的防雷装置。

(1)接闪器

避雷针、线、网、带均可作为接闪器，建筑物的金属屋顶可作为除第一类工业建筑以外的其他类型建筑物的接闪器。这些接闪器利用自身高于被保护对象的突出位置，将雷电引向自身，再通过引下线和接地装置将雷电流泄入大地，从而保护被保护对象免受雷击。

①接闪器的保护范围。避雷器的保护范围可根据模拟实验和运行经验确定。由于雷电放电路径受多种因素影响，很难保证被保护对象永远不被雷击。一般在保护范围内被击中的概率只有0.1%以下。计算避雷器保护范围有两种方法:用滚球法计算建筑物避雷器的保护范围；对于电力设备，避雷器的保护范围按折线法计算。

②接闪器的材料。避雷器所用材料应满足机械强度和耐腐蚀的要求，还应具有足够的热稳定性，以承受雷电流的热损伤。

避雷针一般由铸造圆钢或钢管制成。避雷网和避雷带由铸造圆钢或扁钢制成。

避雷线一般采用截面积不小于35mm2的电镀钢绞线。

当金属屋顶用作避雷器时，金属板之间的搭接长度不应小于100毫米。金属板下无易燃材料时，其厚度不得小于0.5毫米；:金属板下有易燃物时，为防止雷击穿孔，所用铁板、铜板、铝板的厚度分别不得小于4mm、5mm、7mm。所有金属板不得有绝缘层。避雷器焊接部分应涂防腐漆，锈蚀超过30%时应更换截面。

接闪器扭曲了整个地面电场，但接闪器顶部附近的局部不均匀电场由于范围较小，对带电积云向地面的先导放电没有影响。所以避雷针作为避雷器，没有尖端，没有分叉，对其保护效率基本没有影响。避雷器涂漆可防止生锈，不影响其保护作用。

(2)避雷器

避雷器并联在被保护的设备或设施上，正常情况下处于闭锁状态。雷击过电压时，击穿放电，切断过电压，起到保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复到闭锁状态和正常工作。避雷器主要用于保护电力设备和电力线路，也是防止高电压侵入室内的安全措施。避雷器分为保护间隙、管式避雷器和阀式避雷器，阀式避雷器是应用最广泛的一种。

阀式避雷器主要由瓷套、火花隙和非线性电阻组成。瓷套是绝缘的，起支撑和密封作用。火花是由多个间隙串联而成的。每个火花隙由两个黄铜电极和一个云母垫圈组成。云母垫片厚度为0.5 ~ 1 mm，由于电极间距很小，电场比较均匀，间隙伏秒特性平坦，保护性能好。非线性阻力又称阻力阀板。电阻阀是一种直径为55 ~ 100 mm的饼状元件，由碳化硅(SiC)颗粒烧结而成。非线性电阻的阻值不是一个常数，而是随着电流的变化而变化:电流大的时候阻值很小，电流小的时候阻值很大。

在避雷器的火花间隙中串联非线性电阻后，可以抑制振荡，避免截波，限制残压过高。还必须注意的是，虽然雷电流通过非线性电阻只遇到很小的电阻，但是下面的工频续流电流比雷电流小得多，会遇到很大的电阻，这就为火花隙切断续流电流创造了很好的条件。也就是说，非线性电阻和间隙的作用类似于一个阀门:对于雷电流，打开阀门泄入地下；对于工频电流，关闭阀门并迅速切断。它的“阀式”名称由此而来。

该间隙相当于多个大小相等的电容器串联。由于各电极对地电容与高压部分不同，同时也受外界条件影响，各间隙电压分布不均匀，影响避雷器性能。因此，可以将火花隙分成几组，每组火花隙并联一个合适的均压电阻。如果均压电阻值远小于间隙电容器的容抗值，则间隙两端的电压分布取决于均压电阻，可以大致均匀。电站用FZ10阀式避雷器就是这种避雷器。

阀式避雷器是一种新型的阀式避雷器，它没有火花隙，只有压敏阀片。压敏阀片是由氧化锌、氧化铋等金属氧化物制成的多晶半导体陶瓷元件，具有优良的非线性伏安特性，其非线性系数α=0.05，接近理想阀体。在工频电压的作用下，电阻阀表现出很大的电阻，使工频电流极小，使其恢复到正常状态，没有火花间隙。压敏电阻的通流能力很强，所以压敏电阻避雷器的体积很小。压敏避雷器适用于高低压电气设备的防雷保护。