煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷技術(shù)研究

天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 非煤張建

在煤礦的現(xiàn)代化生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升，積極的對(duì)其做了自動(dòng)化系統(tǒng)的改造，由此實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高。從煤礦的自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)看，其運(yùn)行依靠的主要?jiǎng)恿δ茉词请娏Γ鴮㈦娏Φ淖饔米龇€(wěn)定發(fā)揮的便是電力設(shè)備。從具體的運(yùn)行實(shí)踐分析來(lái)看，在多雷電的夏秋季節(jié)，煤礦的運(yùn)行容易受到雷擊的威脅，所以加強(qiáng)煤礦自動(dòng)化機(jī)房的防雷布置對(duì)于煤礦的安全和持續(xù)運(yùn)行來(lái)講具有重要的意義，因此系統(tǒng)的討論煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)效意義十分的突出。

1 煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷技術(shù)原理

從目前的實(shí)際分析來(lái)看，我國(guó)大部分的煤礦都處在雷暴的密集區(qū)，所以受到的雷擊威脅比較的嚴(yán)重，而傳統(tǒng)的防雷措施已經(jīng)越來(lái)越不能抵御雷電的侵害，所以需要對(duì)防雷技術(shù)和措施做綜合的改善。根據(jù)目前實(shí)際考察的情況可知大部分的煤礦地面變電所以及主井口機(jī)房處進(jìn)行了具有國(guó)際先進(jìn)水平的主動(dòng)式提前預(yù)放電避雷針的安裝，此種裝置利用離子接地極進(jìn)行防雷。從具體的分析來(lái)看，此種主動(dòng)式提前預(yù)防避雷針是一種提前放電主動(dòng)式防雷的裝置，所以當(dāng)風(fēng)暴或者是雷電發(fā)生的時(shí)候，裝置會(huì)通過(guò)底部進(jìn)行大氣電場(chǎng)中能量的吸收并將其進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)電荷的充電達(dá)到一定程度后，其利用其他電極的放電，在其尖端位置會(huì)形成和云層電荷相反的離子層，這種電離放電和傳統(tǒng)的避雷針主動(dòng)放電來(lái)講強(qiáng)度更大。從具體的利用來(lái)看，主動(dòng)式提前預(yù)放避雷針這種強(qiáng)的電離放電會(huì)產(chǎn)生向上發(fā)射的先導(dǎo)放電，從而使雷電下行先導(dǎo)放電發(fā)生畸變。當(dāng)上行先導(dǎo)放電和下行先導(dǎo)放電在空中相遇后，雷電的電流會(huì)疏至避雷針的中心軸，在其向下引導(dǎo)后釋放至大地，由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)下方設(shè)施的保護(hù)。從具體的分析來(lái)看，這種裝置的避雷范圍更大，效果更為突出。

2 煤礦防雷采取的措施

在煤礦的具體生產(chǎn)中，為了對(duì)建筑物以及建筑物當(dāng)中的設(shè)備等進(jìn)行有效的保護(hù)，從而避免其遭受雷擊的損害或者是將雷擊造成的損害降到最低，必須要做相應(yīng)的防雷措施布置。而就目前的具體分析來(lái)看。防雷主要采取以下三方面的措施。

2.1 外部防雷

首先是進(jìn)行外部的防雷。從具體的分析來(lái)看，外部防雷需要接閃器、引下線和接地裝置共同作用發(fā)揮，其主要的作用是避免直擊雷的損害。從具體效果來(lái)看，外部防雷的有效利用對(duì)建筑物形成有效的保護(hù)，從而為建筑物當(dāng)中的設(shè)備運(yùn)行提供了相對(duì)安全的環(huán)境。

接閃器是外部防雷系統(tǒng)的重要組成部分，像避雷針、避雷網(wǎng)以及避雷帶等金屬構(gòu)件均屬于接閃器。從接閃器的具體位置來(lái)看，其處于防雷裝置的頂端，在具體的利用中，接閃器利用其高出建筑物的特性可以將雷電引向自身，進(jìn)而承接直擊雷的傷害，這樣，直擊雷對(duì)建筑物的直接損害現(xiàn)象就會(huì)避免。為了保證雷電引導(dǎo)的效果，接閃器所用的材料需要具備較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定性。整體而言，接閃器是防雷裝置發(fā)生作用的第一步，如果接閃器的效果不能得到充分的發(fā)揮，整個(gè)防雷裝置的作用會(huì)減弱，因此在措施利用中，接閃器的選用要科學(xué)合理。

引下線是防雷裝置中的另一種重要構(gòu)件。從目前的具體分析來(lái)看，控制室建筑物的避雷網(wǎng)一般需要設(shè)置多根專用的引下線，其設(shè)置的間距標(biāo)準(zhǔn)要小于18m，從具體的布置來(lái)看，引下線的位置一般要處在建筑物的外墻四角，接地裝置要圍繞建筑物做環(huán)形布置，這樣，避雷網(wǎng)的引下線可以直接的接入接地裝置。需要注意的一點(diǎn)是在設(shè)置避雷網(wǎng)的防雷地點(diǎn)和其他功能性接地點(diǎn)的時(shí)候，其水平距離要在5m以上。另外，在接地裝置共用的時(shí)候，聯(lián)合接地系統(tǒng)其接地電阻要在1Ω以下。

接地裝置是外部防雷系統(tǒng)的第三種重要部件。從具體的分析來(lái)看，為了保證較好的防雷效果，避雷針的接地系統(tǒng)和其他的接地系統(tǒng)要保證獨(dú)立性，一般需要保持15m的安全距離。在實(shí)踐中，除去避雷針以外，其他的接地可以采用共用接地，所以在具體建筑的外地面可以設(shè)置共用接地，由此給建筑物提供直擊接地保護(hù)。從目前的應(yīng)用實(shí)踐分析來(lái)看，為了保證效果，各個(gè)接地線在地面上的連接點(diǎn)其距離要大于5m，獨(dú)立使用的避雷針接地線接地電阻要不超過(guò)10Ω，其他的各接地點(diǎn)，接地電阻保持在4Ω以下即可。在防雷接地裝置和其他接地裝置共用的時(shí)候，接地電阻的確定需要以接入系統(tǒng)的最小值為基準(zhǔn)。

綜上所述，外部防雷是煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷的重要方式，所以在具體利用的過(guò)程中需要對(duì)外部隔離技術(shù)做綜合性分析，然后結(jié)合煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房的實(shí)踐做具體的防雷布置，這樣，其防雷的效果才會(huì)得到顯著的提升。

2.2 內(nèi)部防雷

其次，內(nèi)部防雷也是煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷的重要技術(shù)。從具體的分析來(lái)看，內(nèi)部防雷相比于外部防雷其復(fù)雜性更為突出。就下階段的煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房的內(nèi)部防雷來(lái)講其包括了等電位連接系統(tǒng)、共用接地系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、合理布線系統(tǒng)以及浪涌保護(hù)器系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的綜合運(yùn)用其最終的目的是防止或者是降低雷電流在雷防空間內(nèi)產(chǎn)生電磁效應(yīng)。從綜合應(yīng)用的效果分析來(lái)看，上述系統(tǒng)的綜合作用能夠?qū)㈤W電電涌對(duì)設(shè)備損害的各種途徑進(jìn)行堵塞，這樣，人員工作和設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境會(huì)更加的安全可靠。

從目前的具體分析來(lái)看，之所以要強(qiáng)調(diào)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷是因?yàn)橹饕耐ㄐ艡C(jī)房當(dāng)中放置著多臺(tái)服務(wù)器以及大型的交換機(jī)，一旦發(fā)生了雷擊損害，機(jī)房的儀器設(shè)備運(yùn)行停滯，自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)處于癱瘓的狀態(tài)。所以出于防護(hù)的考慮，在機(jī)房當(dāng)中需要加裝屏蔽系統(tǒng)，就機(jī)房的側(cè)面和頂部屏蔽來(lái)講，為了達(dá)到很好的屏蔽效果，需要選用金屬面夾芯屏蔽材料；另外，將機(jī)房的屏蔽工程和機(jī)房的防靜電工程進(jìn)行結(jié)合利用，其具體的屏蔽效果會(huì)更加的突出。另外，在機(jī)房地面屏蔽網(wǎng)格的構(gòu)建中，鋪設(shè)厚度在5mm以上的絕緣橡膠墊，并實(shí)現(xiàn)絕緣層和接地匯流排的可靠性連接，最終實(shí)現(xiàn)由匯流排接入共用接地網(wǎng)，這樣，機(jī)房的屏蔽可以實(shí)現(xiàn)可靠接地。

綜上所述，內(nèi)部防雷是煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷的重要應(yīng)用，其核心在于屏蔽系統(tǒng)的構(gòu)建，所以在內(nèi)部防雷的具體屏蔽系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，需要合理選材然后對(duì)屏蔽結(jié)構(gòu)做科學(xué)的設(shè)計(jì)和安排，這樣，內(nèi)部屏蔽效果提升，防雷的具體應(yīng)用結(jié)果會(huì)更加的顯著。

2.3 綜合性防雷

最后，綜合性防雷也是煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷的重要技術(shù)利用。從綜合性防雷的具體分析來(lái)看，其遵循的基本策略是十二個(gè)字，即整體防御、綜合治理、多重保護(hù)。從具體的實(shí)施來(lái)看，需要對(duì)科學(xué)合理的防雷體系做完善性的構(gòu)建，從而實(shí)現(xiàn)多級(jí)保護(hù)的效果，這樣，配電系統(tǒng)的防雷可以更加的有效。

為了保證十二字策略的實(shí)施，具體的工作分三步走：第一步是從整體出發(fā)對(duì)防雷做好規(guī)劃。從具體的分析來(lái)看，不同環(huán)境下的煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房，其防雷的要求是不一樣的，所以在具體布置的時(shí)候需要結(jié)合機(jī)房的實(shí)踐情況做針對(duì)性的規(guī)劃設(shè)計(jì)，由此可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，從而為具體的防雷布置提供有效的指導(dǎo)。第二是做好綜合性防雷措施。整體規(guī)劃為防雷的實(shí)踐布置提供了基本的方向，而綜合性防雷措施則是為具體的防雷構(gòu)件安裝等提供指導(dǎo)。在綜合防雷措施指導(dǎo)下，不僅外部防雷要做具體的應(yīng)用，內(nèi)部屏蔽層等也要做合理性構(gòu)建，這樣，內(nèi)外共同作用可以實(shí)現(xiàn)防雷效果的強(qiáng)化。第三是做配電系統(tǒng)的防雷措施。所謂的多層防雷指的就是由外而內(nèi)的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)線路和設(shè)備的多層保護(hù)，線路防雷措施是多層保護(hù)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，所以需要對(duì)線路的防雷做具體的布置，這樣，當(dāng)雷擊發(fā)生后建筑物的外部和內(nèi)部防雷均為實(shí)現(xiàn)具體防雷目標(biāo)的時(shí)候，線路防雷還可以發(fā)揮作用。簡(jiǎn)言之，十二字方針將綜合防雷的目標(biāo)和控制策略做了整體性概括，是防雷工作中需要重點(diǎn)掌握的策略。

3 具體實(shí)例分析

具體的防雷措施利用是否有效需要對(duì)其的實(shí)踐利用進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，這樣，其技術(shù)的利用價(jià)值和缺陷分析才會(huì)更加的完善。將上述的技術(shù)在具體煤礦生產(chǎn)中做應(yīng)用，分析評(píng)價(jià)具體效果其具有突出的參考意義。

3.1 煤礦概述

某煤礦位于我國(guó)東部地區(qū)，每年到了夏秋季節(jié)，雷雨天氣十分的頻繁，而從該煤礦的具體位置來(lái)看，其地勢(shì)相比于周?chē)膮^(qū)域存在著明顯的突出性，周邊的樹(shù)木也較為茂盛，所以在過(guò)去的生產(chǎn)中，該煤礦受雷電侵害產(chǎn)生了巨大的損失，其中既有經(jīng)濟(jì)損失也有人員傷亡。在不斷的發(fā)展中，該煤礦意識(shí)到了防雷的重要性，也在積極的做防雷布置，但是傳統(tǒng)的防雷技術(shù)對(duì)現(xiàn)代煤礦的生產(chǎn)需要來(lái)講可利用性較低，實(shí)用價(jià)值不高，所以在目前的生產(chǎn)中，該煤礦還處于雷電的威脅之中。在煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化系統(tǒng)改造中，該煤礦領(lǐng)導(dǎo)層下定決心做防雷技術(shù)的引進(jìn)，由此實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房防雷技術(shù)的利用改善，從實(shí)踐應(yīng)用分析來(lái)看，技術(shù)利用的現(xiàn)實(shí)意義十分的突出。

3.2 防雷措施利用

該煤礦的防雷措施按照上文提到的十二字方針做了綜合的布置，具體布置步驟如下：1）積極的進(jìn)行外部防雷的設(shè)置。該煤礦在自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房頂部加裝了避雷網(wǎng)，并在避雷網(wǎng)中接入了4條引下線，將其固定在機(jī)房四周后實(shí)現(xiàn)了引下線和接地裝置的連接。從具體的分析來(lái)看，外部防雷安裝中使用的避雷網(wǎng)材料等均達(dá)到了相應(yīng)的要求，所以外部防雷裝置的安裝具有可靠性。2）積極的進(jìn)行了內(nèi)部防雷的布置。從具體分析來(lái)看，內(nèi)部防雷的核心是屏蔽層的構(gòu)建，該煤礦對(duì)機(jī)房的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了具體的分析，然后在屏蔽層要求的基礎(chǔ)上選用合格的材料做機(jī)房屏蔽系統(tǒng)的構(gòu)建，這樣，內(nèi)部防雷的效果明顯的提升。3）對(duì)機(jī)房配電系統(tǒng)的線路防雷做了綜合的布置和提升，線路防雷的能力得到了提高。綜上所述，通過(guò)三步實(shí)施，整個(gè)防雷系統(tǒng)的完整性得以提升，具體的利用價(jià)值提高。

3.3 防雷效果分析

對(duì)防雷系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行判斷，效果是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。該煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)機(jī)房的防雷技術(shù)利用產(chǎn)生的效果主要集中在兩方面：第一是機(jī)房的防雷效果顯著的提升，機(jī)房運(yùn)行受影響的程度明顯減弱。對(duì)比資料發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的防雷系統(tǒng)應(yīng)用中，機(jī)房容易受到雷電過(guò)電壓的損害，機(jī)房設(shè)備的正常運(yùn)行受到了嚴(yán)重的影響，但是在現(xiàn)階段防雷技術(shù)利用條件下，機(jī)房設(shè)備受雷電影響的幾率明顯的減小，設(shè)備運(yùn)行的有效性和持續(xù)性得到了提升。第二是雷擊造成的設(shè)備損壞明顯減少。從目前的具體分析來(lái)看，使用多層防護(hù)體系對(duì)雷擊進(jìn)行預(yù)防，設(shè)備損壞率明顯降低。從具體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，過(guò)去的雷擊造成的設(shè)備損壞率高達(dá)32.1%，而現(xiàn)階段，雷擊造成的設(shè)備損害下降到了10%以內(nèi)，由此可見(jiàn)其具體的效果十分的顯著。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)煤礦的具體生產(chǎn)效率和質(zhì)量提升有著重要的幫助，保證系統(tǒng)的完整性運(yùn)行意義十分的顯著，但是雷擊造成的損害會(huì)影響系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，所以在自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候，對(duì)機(jī)房的具體防雷技術(shù)做綜合性的探討和應(yīng)用十分的必要。本文研究分析了具體的防雷技術(shù)并對(duì)其應(yīng)用效果做了評(píng)價(jià)，目的就是要為具體的煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)防雷實(shí)踐提供參考。

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