摘 要：本文是基于作者多年在礦井機(jī)電防雷電工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的總結(jié)，分析了雷電對(duì)煤礦控制系統(tǒng)侵襲主要因素，并提出了相應(yīng)的安全防護(hù)措施，對(duì)礦井的防雷電具有一定的作用。

關(guān)鍵詞：煤礦雷電；防護(hù)技術(shù)；實(shí)施方案；

中圖分類號(hào)：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-05-00225-01

一、概述

雷電是大氣中劇烈的自然放電現(xiàn)象，具有沖擊電流大、放電時(shí)間短、雷電流變化梯度大、沖擊電壓高的特點(diǎn)。其破壞作用是綜合的，包括電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)破壞，特別是由此產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)弱電設(shè)備造成的危害越發(fā)嚴(yán)重。在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，已積累起很多有關(guān)防雷的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，形成一系列對(duì)防雷行之有效的方法和技術(shù)，如攔截、等電位、屏蔽、接地等。煤礦礦區(qū)均處于山區(qū)和曠野，雷擊事故多發(fā)，礦井綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中起止至關(guān)重要的作用，因此，加強(qiáng)煤礦煤礦的雷電安全防護(hù)具有十分重要的意義。雷電對(duì)煤礦控制系統(tǒng)侵襲的主要形式有：

（一）煤礦綜合控制系統(tǒng)的電源或信號(hào)線路由現(xiàn)場(chǎng)儀表經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離敷設(shè)進(jìn)入控制室，沿途極有可能遭受雷電直接襲擊。

（二）帶大量電荷的雷雨云在天空中移動(dòng)，以電場(chǎng)耦合的形式通過(guò)地面導(dǎo)體影響井下。

（三）雷電波通過(guò)進(jìn)出礦井的金屬管道竄入井內(nèi)，對(duì)人員和設(shè)備造成危害。

（四）雷電擊中避雷針時(shí)，強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過(guò)引下線和接地體泄入大地，在接地體附近產(chǎn)生放射型的電位分布，會(huì)在靠近的其他電子設(shè)備接地體產(chǎn)生高壓地電位反擊。

二、雷電防護(hù)原則

防雷設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境因素、雷電活動(dòng)規(guī)律、系統(tǒng)設(shè)備的重要性、發(fā)生雷災(zāi)后果的嚴(yán)重程度，分別采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在進(jìn)行綜合防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持全面規(guī)劃、多重保護(hù)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、定期檢測(cè)、隨機(jī)維護(hù)的原則，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)及維護(hù)。防雷系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)采用直擊雷防護(hù)、等電位連接、屏蔽、合理布線、專用接地系統(tǒng)和安裝電涌保護(hù)裝置等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。必須堅(jiān)持預(yù)防為主，安全第一的指導(dǎo)方針。在設(shè)計(jì)綜合防雷時(shí)，應(yīng)從雷電通道進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)，同時(shí)做好等電位連接和接地系統(tǒng)。結(jié)合我礦的防雷現(xiàn)狀，主要針對(duì)地面監(jiān)控系統(tǒng)（包括瓦斯監(jiān)控，人員定位，產(chǎn)量監(jiān)控），網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，絞車機(jī)控制系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)等重點(diǎn)部位從電源和信號(hào)，等電位連接三個(gè)方面進(jìn)行精細(xì)完善。

三、防雷依據(jù)

（一）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50057—2010（2010）

（二）GB50343—2008 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》

（三）BG/T21545—2008 《通信設(shè)備過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)導(dǎo)則》

（四）《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB50169—2006

（五）《雷電防護(hù)第一部分：總則》 GB/T21714.1-2008

四、實(shí)施方案

坪湖煤礦位于江西省中部，當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤諡?8d/a，為多雷區(qū)，礦區(qū)土壤電阻率較大，初步測(cè)量為1000歐姆，不利于雷電流的泄放。該礦為五十年代老礦，各種新舊線路和管道錯(cuò)綜復(fù)雜，分布凌亂，防雷裝置歷經(jīng)多次整改，多處防雷設(shè)施已經(jīng)劣化失效，新增設(shè)備也有相當(dāng)一部分沒(méi)有采取防雷措施。

監(jiān)控機(jī)房（主辦公大樓二樓），總配箱內(nèi)2個(gè)32A空氣開(kāi)關(guān)前端裝有一臺(tái)SPD，但已經(jīng)劣化失效，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057—2010（2010）4.3.8第4款之規(guī)定，本案擬更換一臺(tái)SPD，型號(hào)為DXH06-FCS/4r40（原有接地符合要求），共1臺(tái)。

調(diào)度室及其機(jī)房和控制臺(tái)（主辦公大樓二樓），該機(jī)房?jī)?nèi)總電源經(jīng)刀閘開(kāi)關(guān)引入，沒(méi)有防雷措施。因此在此刀閘前端并聯(lián)一臺(tái)SPD，作為第二級(jí)（第一級(jí)在總配電房）電涌保護(hù)，型號(hào)選用DXH06-FCS/4r40，并在該機(jī)房?jī)?nèi)的兩個(gè)機(jī)柜內(nèi)個(gè)增設(shè)兩臺(tái)防雷插座，作為第三級(jí)電涌保護(hù)器件，型號(hào)為DXH06-Z20/7K。對(duì)9路監(jiān)控的視頻信號(hào)，分別在端口處加設(shè)一臺(tái)信號(hào)SPD，型號(hào)選用QFL06-V40，共9臺(tái)。調(diào)度控制臺(tái)有多次被雷擊損壞的情況，故在其R232串口輸入端加設(shè)一臺(tái)SPD，型號(hào)為QFL06-DB9/9。監(jiān)視器機(jī)架需要做等電位連接。

通風(fēng)科總配箱內(nèi)SPD已經(jīng)劣化，需更換，型號(hào)選用DXH06-FCS/4r40。本室內(nèi)有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，共有3臺(tái)交換機(jī)，均由光線傳入，輸出48路網(wǎng)線（RJ45），線路凌亂，機(jī)柜未做等電位連接。

程控交換機(jī)房，該機(jī)由光線引入，光線輸出到主辦公樓調(diào)度監(jiān)控室，同時(shí)用普通BYV電話線傳到本樓內(nèi)個(gè)單位。電源由隔離變壓器提供。為防止感應(yīng)過(guò)電壓或電磁脈沖過(guò)電壓耦合到次級(jí)負(fù)載端，在隔離變壓器前端加設(shè)一級(jí)防雷箱，型號(hào)為DXH06-380ZJ/150，組合式交流防雷電源箱，安裝于墻上，要求采用凱文接線法并聯(lián)于變壓器進(jìn)線端。該程控交換機(jī)的協(xié)議板多次被雷擊損壞。在機(jī)柜內(nèi)程控交換機(jī)電源輸入端加第三級(jí)SPD，型號(hào)為DXH06-F/2DC48B40。

絞車房及其控制室，其中主控LPC（S7-300）有多次被雷擊損壞的記錄。在低壓總配電柜設(shè)置一臺(tái)BC級(jí)防雷模塊，型號(hào)為DXH06-FBCS/3+1B150，在PLC柜內(nèi)24V開(kāi)關(guān)電源輸出端設(shè)置一臺(tái)SPD，型號(hào)選用DXH06-FZ/24W10，其RS232輸入端設(shè)置1臺(tái)SPD，型號(hào)選用QFL06-DB9/9。絞車控制臺(tái)下副PLC機(jī)柜內(nèi)，設(shè)置一臺(tái)三級(jí)電源SPD（DXH06-Z10/5K），替換現(xiàn)有的普通插座。

壓風(fēng)機(jī)房，半戶外形式，電源開(kāi)關(guān)屏由不銹鋼柵欄隔離，電源線路由橋架架空沿建筑物外墻引入。電源為三相四線制，中性點(diǎn)沒(méi)有接地，無(wú)接地系統(tǒng)。在總電源開(kāi)關(guān)前端設(shè)置一級(jí)組合式交流防雷箱，型號(hào)為DXH06-380ZJ/150，安裝于墻上，同時(shí)在棚架內(nèi)破水泥地面重做地網(wǎng)，要求沖擊接地電阻不大于4歐姆。橋架、不銹鋼柵欄接屏體架均須做等電位接地。

主皮帶機(jī)房，東西抽風(fēng)機(jī)房，由于其電源均由電纜架空橋架引入，均各設(shè)置一級(jí)一級(jí)組合式交流防雷箱，型號(hào)為DXH06-380ZJ/150，安裝于墻上，共3臺(tái)。橋架、柜體體均須做等電位接地。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)我礦技術(shù)人員的共同努力，全面提高應(yīng)對(duì)防雷電災(zāi)害的技術(shù)實(shí)施，近年來(lái)，沒(méi)有因打雷而引起設(shè)備損壞，確保了公眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全，為礦井的安全生產(chǎn)提供了保障。

作者簡(jiǎn)介：陳劍，1971年12月8日生，男，大專學(xué)歷，工作單位：江西煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司坪湖煤礦機(jī)電科。