煤礦自動化系統機房防雷技術研究

侯少晨

摘 要：由于雷擊過電壓對電力系統自動化裝置電源以及通信等回路的沖擊特別強，很容易破壞自動化裝置的穩定性，嚴重的直接損壞自動化設備。為提高煤礦自動化系統機房的防雷工作，本文針結合順和煤礦的相關做法對這個問題進行了深入的探討。

關鍵詞：煤礦企業；自動化系統；機房；防雷；措施

近年來，隨著我國社會經濟的發展和現代化水平的提高，特別是由于信息技術的快速發展，電力系統的自動化水平也不斷提高。然而由于越來越多的計算機、RTU以及一些其他的自動化設備被應用到電力系統中，我們指導微電子設備的工作電壓只有幾伏，工作電流十分微弱，正是如此其對外界的干擾抵抗十分弱；再加之，由雷電帶來的瞬變磁場十分強，對于微電子器件產生的干擾很大，嚴重的甚至直接損壞微電子設備，給電力系統帶來損失，因此，我們必須做好雷電預防和防護工作。

1.煤礦自動化系統機房的防雷技術的原理

由于大部分煤礦屬于雷暴高發地區，采用傳統的防雷措施已經不足以抵御雷電侵害，根據實際考察，大部分煤礦地面變電所及主井口房處裝設具有國際先進水平的INDELEC主動式提前預放電避雷針及TECHNOTER離子接地極進行防雷。其中INDELEC主動式提前預放電避雷針是一種提前放電主動式防雷裝置。當風暴、雷電降臨時，裝置通過底部電極吸收大氣電場中能量并儲存于其內部的電子線路，當電荷充電到一定程度時，通過其上部電極放電，在其尖端周圍形成強的云層電荷相反的離子層，這種電離放電的強度比傳統避雷針的被動放電要大得多。主動式提前預放電避雷針這種強的電離放電產生向上發射的提前先導使雷電下行先導的軌跡畸變，上行先導與下行先導在避雷針的上空相遇，將雷電電流疏至避雷針中心軸，經下引導體安全釋放至大地，從而保護了下方的設施，且該裝置保護范圍大。

2.順和煤礦采取的防雷措施

為了保護建筑物和建筑物內各類設備不受雷電損害或使雷擊損害降到最低程度，順和煤礦采取綜合防雷的形式，主要包括兩個方面：外部防雷、內部防雷。

2.1外部防雷

外部防雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置組成，主要用以防直擊雷的防護裝置，其目的是保護建筑物不受雷擊的破壞，給建筑物內的人或設備提供一個相對安全的環境。

（1）接閃器。避雷針、避雷網、避雷帶（線）以及金屬屋面和金屬構件等為接閃器。位于防雷裝置的頂部，利用其高出被保護物的突出地位把雷電引向自身，承接直擊雷放電。所用材料滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定性。

（2）引下線。控制室建筑物避雷網設置多根專用引下線，間距不應大于18m；避雷網引下線設置在控制室建筑物的外墻四角；圍繞建筑物設置環形接地裝置，避雷網的引下線就近直接接入接地裝置；避雷網防雷接地點（引下線到地網的接入點）與其它功能性接地點（保護地、交流地、直流地、屏蔽地等）之間的水平距離應大于5米；各接地共用接地裝置時，聯合接地系統的接地電阻不大于1Ω。

（3）接地裝置。避雷針的接地系統和其他接地系統獨立，保持15m的安全距離。除避雷針以外的其他接地可采用共用接地，在大樓外地面設置共用接地，提供給大樓直擊雷防護接地、機房各種接地使用；各種接地線在地網上的連接點距離大于5米；獨立避雷針接地系統的接地電阻不大于10Ω，其他各接地點的接地電阻值應不大于4Ω；采用聯合接地接地電阻值不大于1Ω；防雷接地裝置與其它接地裝置共用時，接地電阻以接入系統要求的最小值確定。

2.2內部防雷

內部防雷由等電位連接系統、共用接地系統、屏蔽系統、合理布線系統、浪涌保護器等組成，主要用于減小和防止雷電流在需防空間內所產生的電磁效應，通過采取各種積極的防護措施，堵塞閃電電涌損壞設備的各種途徑，給人員和設備提供一個安全可靠的工作環境。

主要通信機房內部放置有多臺服務器及大型交換機，都需加裝屏蔽系統。機房側面和頂面屏蔽層應選用金屬面夾芯墻板屏蔽材料，機房屏蔽工程還應與機房防靜電工程相互配合，要求機房地面屏蔽網格應鋪設在防靜電地板之下且與防靜電地板的金屬支架可靠電氣連接，沒有設置防靜電地板的機房，要求地面屏蔽層上必須鋪設不小于5mm厚度的絕緣橡膠墊。屏蔽層必須與接地匯流排可靠連接，最終經匯流排接入共用接地網，使機房屏蔽做到可靠接地。

2.3綜合性防雷

為避免雷害，對電力調度自動化系統，采取“整體防御、綜合治理、多重保護”的方針。即建立健全科學合理的整體防雷系統，實施多級保護措施，做好配電系統的防雷。首先要從整體上做好防雷規劃，從內到外，做到防雷措施的全面覆蓋。整體而言，外部可以安裝避雷針，接閃器等，避免雷電直接打擊輸配電線路或者是相關的線纜配電箱等基礎設施，引起火災或者事故。同時，內部要做好電磁屏蔽、等電位連接、共用接地系統和浪涌吸收保護器等一些子輸配電系統，通過它們可以將引人建筑物內的浪涌電壓和浪涌電流瀉放到大地，并將其鉗位在一定的電壓范圍內，以完善地保護電氣設備；其次，做好配電系統的防雷措施。雖然目前大多都會在配電系統的進線處安裝避雷器，避雷帶等防雷器件，但是，經過很多次實踐證明，單一的防雷措施或者是防雷器件難以真正保障配電系統的正常運轉，當雷擊降下時候，建筑物的自控設備的電源機盤依然會受到電擊而產生損壞。在對配電系統防雷時候，要據實際情況做好多級防護措施。

3.結束語

在煤礦自動化系統避免雷擊方面，首先應充分的認識到電力系統自動化防雷工作的必要性，然后結合本單位的實際情況，嚴格遵循我國相應的防雷接地規程，運用現代的新科技、新工藝、新技術、新設備并采用多重合理的保護措施，最大限度的保障煤礦自動化系統機房防雷工作的安全順利進行。

參考文獻：

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