1 雷雲的形成和雷電發展
雷電是大氣中自然放電現象，一般叫閃電，它的形狀分為線狀、帶狀、片狀和球狀。按空間位置可分為雷雲之間和雷雲對大地之間兩類。前者發生在高空，對人類危害較小，後者為發生在雷雲對大地間的落地雷，尤其是負極性落地雷，對人體和裝置危害最大，是造成煤礦變電所雷擊事故的主要**。
雷電與雷雲的存在分不開，在天氣悶熱時，熱空氣上公升到高空遇到冷空氣，水蒸汽結成水滴，在重力作用下向下運動，與繼續上公升的熱空氣發生碰撞出現水滴分離形成微細水滴，這些水滴隨風吹聚形成帶負電的雷雲，雷雲是產生雷電放電的前提。負極性的落地雷的發展可分為以下三個階段。
1．1 先導放電
當天空中有帶負電電荷的雷雲時，由於感應作用，地面和地面物體都帶上正電荷，雷雲中某處電荷較多就使該處附近電場強度增大，增大到一定值時，就使空氣絕緣被破壞，開始出現游離，形成先導放電通路，方向從雷雲向大地逐級發展（放電速度約數10km/s），向下發展到一定高度時，地面物體可能產生向上的先導，它影響下行先導的發展方向和雷擊點的方位。
1．2 主放電
下行先導的極高電位和上行先導的感應電荷與大地距離較小，在電場強度足夠大時，就使剩餘的空氣隙被擊穿，游離出來的電子很快流入大地，大量地面電荷迅速衝向雷雲，就會產生很強的光亮和巨大的雷聲。主放電電流極大，大多數雷電流瞬間幅值約數10ka，少數可達數百千安。劇變的雷電流產生過渡過程，形成雷電衝擊波，使雷擊點周圍的磁場出現很大的變化。
雖然主放電時間只有幾十微秒，但破壞作用極大，造**畜**、建築物和裝置損壞及引**災。
1．3 餘輝放電
主放電後，雷雲中的剩餘電荷按通路持續流入大地，形成餘輝放電，放電電流隨時間的延長而快速減小，只需幾毫秒放電就結束了。在存在多個雷雲中心時，還會出現重複放電，只是放電電流小多了。
2 雷電活動規律和雷電流幅值概率
人們在長期實踐中總結出雷電活動的規律。按地理環境的分布規律是：山區和熱而潮濕的地區雷暴高於平原和冷而乾燥的地區，內陸多於沿海。
按地質條件易遭雷擊的地點為：土壤電阻小，地表土壤中粘土電導率高；地下埋有金屬礦床等；高聳突出或孤立的建築物；高壓輸電線路轉角等。雷電活動時間大多在白天下午1至9時，雷暴的高峰月為七八月。
3 變電所雷擊型別及防雷的首要任務
煤礦變電所遭受雷擊事故的型別分為三類：一是輸電線路受雷擊時沿線路向變電所入侵的雷電波；二是雷擊輸電線路附近地面的感應雷；三是雷直擊變電所內線路和裝置的直擊雷。雷電波與感應雷的陡度大、幅值高，危害嚴重，不採用防雷措施就使變電所的電器裝置絕緣擊穿。
據統計，我國110~220kv的變電所因雷電波引起的事故率約0.5次/百所.年，直配電機的損壞率約1.
25次/百所.年。
變電所防範雷電波和感應雷是防雷的首要任務，對直擊雷要採取合理的防雷措施，對高壓輸電線路要用耐雷水平和雷擊跳閘率來衡量防雷效能優劣，確保煤礦變電所安全正常執行。
4 煤礦變電所對直擊雷的防護措施
變電所防護直擊雷的有效措施就是在變電所安裝避雷裝置。避雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器採用避雷針、帶、線和網。
引下線要保證接閃器與大地間有良好連線，接地裝置的電阻應不大於10ω。
在避雷針高於被保護裝置時，它的保護範圍包括變電所廠房及室外所有裝置。避雷針就像一把傘，只要把被保護裝置置於傘蓋的範圍內，它就能將雷電吸引到自身上，就能把極大的雷電流通過引下線引入地下的接地裝置，盡快散逸到大地並與異種電荷中和，可以保護裝置雷擊概率小於0.1%。
要防止它們之間造成反擊事故。在採用滾球法計算時，避雷針保護範圍縮小，可在建築物上安裝避雷帶（網）。
5 煤礦變電所對雷電波的防護措施
5．1 變電所內防護雷電波措施
變電所內的主變電壓最重要，應重點保護。利用變電所母線安裝閥型避雷器，把它接在主變壓器旁邊。在雷電波入侵到主變壓器時，產生全反射使它們身上的電壓公升高，雷電波電壓曲線與閥型避雷器的較平坦的伏秒特性相交，使避雷器動作。
對有正常防雷的110~220kv變電所，流過避雷器的雷電流不大於5ka，在主變壓器衝擊耐壓大於避雷器衝擊放電電壓時，主變壓器得到可靠保護。要選擇好安裝避雷器的位置，它與主變壓器及其它裝置的距離都應小於最大允許電氣距離。一組不滿足要求時可再增一組。
5．2 輸電線路防護雷電波措施
35~110kv無避雷線的輸電線路，當進線段遭雷擊時，雷電波的幅值和陡度會超過變電所裝置的耐壓值。在接近變電所1~2km的進線段處安裝避雷線就能降低雷電波的陡度，限制流過變電所閥型避雷器中的雷電流不大於5ka，使進線段內出現雷電波的概率大為減小，即使出現也只能在進線段外。對重雷區及雨季經常合閘的情況，還應該在進線段保護的首端各安裝一組管型避雷器。
5．3 各種變壓器防護雷電波措施
（1） 三相繞組變壓器只須在低壓繞組某相出口處加裝乙隻避雷器；
（2） 自耦變壓器可在高壓、中壓側與斷路器之間各安裝一組避雷器；
（3） 35kv變壓器中性不用保護，110kv變壓器中性接避雷器；
（4） 3~10kv配電變壓器採用閥型避雷器，對多雷區還要在低壓側安裝一組氧化鋅避雷器。
5．4 直配電機防護雷電波措施
在每台電機出線的母線處安裝一組磁吹避雷器，再採用進線段保護措離來限制流入磁吹避雷器中的雷電流不大於3ka；在電機母線上安裝電容器，也能限制雷電波陡度，降低幅值，保護直配電機匝間及中性點絕緣。
變電所的防雷措施
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