礦井供電線路防雷研究

【摘要】重慶松藻煤電有限責任公司逢春煤礦2014年以前平均每年雷擊損失均在40萬元以上，2010年曾經(jīng)一次雷擊造成30多萬元的經(jīng)濟損失，損失多集中在電話通訊系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶集中控制系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)等、架空線路設施等方面。本文通過對煤礦供電系統(tǒng)的分析，通過在易遭受雷擊地點裝設避雷針、降低接地電阻等方式，快速釋放雷電沖擊波，減少電網(wǎng)受雷擊的次數(shù)，從而減少電網(wǎng)故障，保障煤礦的正常安全生產。

【關鍵詞】煤礦；防雷；接地；避雷針

1、前言

逢春煤礦抽風機采用架空線路供電，供電線路穿越楊叉山頂及670斷崖，極易遭受雷擊，今年4月出現(xiàn)坪子變電所送逢春670地面變電所二回遭受雷擊跳電，導致670瓦斯發(fā)電單網(wǎng)帶逢春二回負荷的情況，架空線路遭受雷擊后，浪涌電流沖擊電網(wǎng)，導致井下監(jiān)控系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等設備損毀，每年損失多達20-40萬元，其中出現(xiàn)2010年曾經(jīng)一次雷擊造成損失20多萬元的事故，隨著防雷技術的提升，改造防雷接地系統(tǒng)，減少雷電沖擊，保障安全生產變得異常重要。

2、防雷的方案設計

2 .1 根據(jù)供電系統(tǒng)架空線穿越山頂?shù)奶攸c及雷擊造成的損壞情況，以及逢春煤礦6kv架空線路沒有專用避雷線，確定逢春煤礦供電線路遭受的直擊雷較多，防范措施為避雷與泄放相結合。

2.2在靠近架空線易遭受雷擊的較高頂點處裝設避雷針，減少架空線路遭受雷擊的次數(shù)，同時在避雷針下方安裝接地系統(tǒng)。

2.3地面變電所改造接地系統(tǒng)，降低接地電阻，加速雷電泄放速度，減少雷電對電網(wǎng)的損壞。

2.4避雷針及接地極設計。

3、材料選擇及施工

3.1水平接地極使用熱浸錫連鑄銅包鋼軟線TGXΦ14B，銅層厚度不得低于0.8mm。

水平接地極的開挖為場地設計地平面下，主接地網(wǎng)最外圈部分水平接地溝槽（在各建筑物基礎以下）開挖上寬1200mm，下寬800mm，深-1200mm，水平接地極埋深-800mm，水平接地溝槽-1000mm以下均用低電阻粘土（無碎石等雜質）回填并夯實，水平接地溝槽-600mm至-1000使用方便物理降阻劑回填（回填料如不足使用粘土回填），水平接地溝槽-600mm以上用低于100歐姆電阻回填并夯實，開挖直徑參考設計要求，接地網(wǎng)上下均用低電阻粘土回填夯實。接地網(wǎng)的外緣個角應做成弧形，圓弧半徑大于5米，接地網(wǎng)通過的電纜溝，建筑物基礎，結構基礎等，可以埋與地下或繞道。

3.2垂直接地極使用煤礦專用接地裝置CDW。開挖應該按照設計地平面為準，煤礦專用接地裝置基坑（在水平接地溝槽底部以下）開挖直徑1200mm，深1200mm（水平溝槽以下開挖），煤礦專用接地裝置埋深-24000m，垂直接地基坑上下兩端200mm處用低電阻粘土（無碎石等雜質）回填，其余用方便物理降阻劑回填并夯實。專用接地裝置要求兩者間距不能小于5米

3.3回填料采用CDW-G降阻劑，每米水平接地體采用20千克的回填料包裹，垂直接地體每個基坑250千克的回填料包裹。

3.4水平接地極連接及水平接地極與垂直接地極的連接采用放熱焊接，連接效果好，防止虛焊等連接點放生故障。

3.5避雷針設計高度30米，符合電力系統(tǒng)的相關要求。

4、參數(shù)測試及分析

4.1各點接地電阻測試參數(shù)

670地面變電所施工點，新接地系統(tǒng)地阻值測試1.8歐；

670矸石山避雷針點，新接地系統(tǒng)地阻值測試3.8歐；

523井口監(jiān)控系統(tǒng)施工點，新接地系統(tǒng)地阻值測試1.7歐；

810仙度河抽風機房點，新接地系統(tǒng)地阻值測試0.9歐。

4.2 數(shù)據(jù)分析

523井口監(jiān)控系統(tǒng)施工點施工時發(fā)現(xiàn)施工點下方浮矸多，土壤接地電阻偏高，由于條件限制，安裝4組接地裝置，固實測接地電阻偏大，由于此處原來接地系統(tǒng)地阻值測試為1.2歐，目前采用兩組接地并聯(lián)方式，并聯(lián)后接地電阻為0.8歐，滿足此點地阻值小于1歐的要求；

810仙度河抽風機房點，此點施工中發(fā)現(xiàn)接地坑施工處有地下浸水，所以接地電阻理想。其余兩點均符合要求。

5、檢查與維護

5.1日常檢查

5.1.1機運專業(yè)檢查時，專門派人檢查接地系統(tǒng)，目測接地線及連接是否正常。

5.1.2按期進行地阻測試，檢查測試阻值是否符合要求。

5.1.3檢查避雷器是否外觀正常，與接地裝置連接是否可靠。

5.2.維護管理

5.2.1檢查發(fā)現(xiàn)的問題立即進行處理，確保工作可靠。

5.2.2機電隊分管副隊長及技術員除自己按時巡查外，具體負責落實維護責任人員，機動科抽查落實情況。

6、使用效益

2014年監(jiān)測系統(tǒng)因雷擊造成損失8萬元，2014年以前平均每年損失20萬元，監(jiān)控系統(tǒng)2014年因雷擊造成損失3.5萬元，2014年以前每年損失11萬元，電力系統(tǒng)2014年沒有擊造成損失，2014年以前每年大約4萬元。綜上所述，防雷接地系統(tǒng)安裝后，每年可直接減少損失23.5萬元，經(jīng)濟效益顯著。

2014年因雷擊造成的系統(tǒng)停電逢春煤礦有6 次，而2014年以前每年平均為14左右，雷擊次數(shù)減少57%。（以上統(tǒng)計參數(shù)均來自自動化辦公室主任、分管副主任及機動科）

7、結語

防雷技術科技含量高，雷擊不確定因素較多，現(xiàn)有技術下，逢春煤礦架空線路還不能完全防止雷擊，只有增加避雷針減少遭受雷擊的次數(shù)及加強雷擊電流的泄放，本項目使用新技術、新工藝降低接地電阻，減少雷擊對設備設施的傷害，為礦井安全生產打下基礎。

參考文獻：

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作者簡介：張旭，（1986.10—），男，重慶合川人，機電助理工程師，現(xiàn)從事與重慶松藻煤電有限公司逢春煤礦機動科任機電副科長一職。