煤礦建筑物防雷設施檢測簡述

胡 俊 青

(山西省氣象災害防御技術中心，山西 太原 030032)

0 引言

煤炭資源作為山西省最豐富能源，為國民經濟發展做出了重大貢獻。而煤炭安全生產、確保人員安全、保證國民經濟不受損失是首要任務；雷電災害作為安全隱患之一，嚴重威脅煤礦場所的安全生產。所以做好煤礦生產場所的防雷設施檢測是一項重要預防措施，能有效遏制或降低雷電災害引起的損失，保穩增產。本文總結出翔實全面的檢測內容及檢測要求，實現管理部門準確掌握煤礦企業的防雷安全狀況。

1 煤礦防雷現狀

雨季是雷電災害發生的高頻期，加強雨季防雷更能有效防范風險。針對雨季防雷，煤礦企業均開展防雷設施自檢和委托防雷機構進行檢測，但是大部分檢測人員缺乏系統的防雷檢測理論知識，檢測過程所涉及內容較簡單。防雷的基本原則為整體防護、安全可靠、經濟合理，防護措施不全面、防護設施安裝不當，會導致防護效果不佳，留有隱患，帶來經濟損失，甚至人員傷亡等。

2 煤礦防雷設施及分類

根據《建筑物防雷設計規范》和《煤炭工業礦井防雷技術規范》的相關規定，雷管炸藥庫劃分為一類防雷建筑物，瓦斯抽放站、通風系統劃分為二類建筑物，年預計雷擊次數小于0.25次/年的地面變電所、井下變電所(中央變電所、采區變電所)、地面儲裝運系統(煤倉、煤運通道等)、監測監控機房、充電房、澡堂、辦公樓、機修廠、鍋爐房、空壓泵房等劃分為三類建筑物。

3 檢測要求

根據《建筑物防雷裝置檢測技術規范》和《爆炸和火災危險場所防雷裝置檢測技術規范》開展防雷檢測工作企業需要取得氣象主管機構頒發的防雷檢測資質，二類及二類以上建筑物由甲級資質企業檢測且半年檢測一次，三類建筑物由乙級或甲級資質企業開展檢測。防雷設施安裝應符合《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》的規定。

4 現場檢查與檢測

確保防雷設施檢測的順利開展，首先需明確雷電對設備的破壞作用和防雷器件的工作原理，其次是防雷設施的種類和各種線路走向。雷電主要分直擊雷和間接雷，直擊雷是指雷電擊在物體上，產生熱效應、機械效應、電效應，對被雷擊建筑物和線路造成巨大的破壞。間接雷破壞作用主要是雷電波侵入和雷電感應(電磁感應和靜電感應)，雷云放電或接閃針接閃時，附近的空間有強大的電磁場，處在此空間的金屬設施和線路會感應出較大電動勢，瞬間雷電流沿著線路入侵屋內，導致設備火災、系統癱瘓甚至危及人身安全。以下建筑物從直擊雷和間接雷防護兩方面開展檢測。

1)雷管炸藥庫。一般選在山坳中，四周盡量有山體屏障，遠離煤礦主產區居民區。庫區內設：炸藥庫、雷管庫、視頻監控系統、報警系統、圍墻電子圍欄、消防水池；庫區外設置監控值班室，值班室電源、信號線路通常采用架空線引入。主要從以下幾個方面開展：a.庫區建筑物采取安裝接閃針進行直擊雷防護，首次檢測時，應計算接閃器保護范圍；b.接閃針應為獨立接地裝置，測試獨立接地裝置與其他接地裝置距離；c.各倉庫接閃帶(部分倉庫有)金屬窗戶、門、靜電球和監控室金屬設備等接地情況；d.庫區圍墻防盜電子圍欄、監控系統和監控室電源進線、信號進線安裝電涌保護器情況；e.值班室與庫區來往線路應穿鋼管埋地引入，鋼管兩端應接地處理；f.用接地電阻測試儀測試各防雷裝置的接地阻值，獨立接閃針接地阻值應不大于10 Ω，其他接地裝置接地阻值應不大于4 Ω。另外，部分企業因監控室設備較少，大部分單位僅為一根鋼筋插進土壤中作為接地措施，這種措施不正確。

2)瓦斯抽放站。通常有泵房，供電系統、電控設備(設備均為防爆設備)、供水系統及軟化水裝置，放散管。檢測內容包括以下幾方面:a.放散管通常采用接閃線進行直擊雷保護，測量接閃線與放散管管口的距離，計算放散管是否能得到有效保護；b.接閃針應為獨立接地裝置，測試獨立接地裝置與其他接地裝置距離；c.廠房接閃帶的安裝位置、安裝工藝是否能有效保護本建筑物，引下線數量間距應不大于18 m，布設情況；d.廠房內供電設備、水泵設備、線纜橋架的接地情況；e.高壓線引入時，變壓器前端入戶鎧裝線纜埋地長度應不小于15 m，架空線與鎧裝線纜轉換接頭處應加裝避雷器，變壓器后端應安裝Ⅰ級試驗電涌保護器，鎧裝線路兩端以及避雷器應采取接地處理；f.用接地電阻測試儀測試各防雷裝置的接地阻值，獨立接閃針接地阻值應不大于10 Ω，其他接地裝置接地阻值應不大于4 Ω。

3)通風系統。由風機配電室、風扇、風扇罩和防火門等組成，主要作用為促進井下新鮮空氣的流通，從而減少瓦斯的含量，出口處瓦斯濃度在0.75%以下，粉塵濃度在10 mg/m3以下。檢測內容包括以下幾方面:a.配電室變壓器前端入戶鎧裝線纜埋地長度應不小于15 m，架空線與鎧裝線纜轉換接頭處應加裝避雷器，變壓器后端應安裝Ⅰ級試驗電涌保護器，鎧裝線路兩端以及避雷器應采取接地處理；b.配電室應設置均壓環，確保各配電柜、設備柜應等電位連接并接地；c.配電室和風扇之間的電源線、信號線應穿金屬管接地處理；d.風扇口鑒于瓦斯和粉塵的濃度在正常情況下均達不到爆炸的條件，可不裝接閃器，但風扇外殼應不少于兩處接地處理；e.用接地電阻測試儀測試防雷裝置的接地阻值，接地阻值應不大于4 Ω。

4)主井。主井通常與地面儲裝運系統連在一起，主要作用提升煤炭，是通過皮帶將煤炭從主井運出，通過傳輸系統運往煤倉、洗煤廠等地方。檢測內容包括以下幾方面:a.筒倉屋面接閃帶安裝情況、安裝工藝，是否有銹蝕情況，接閃帶與引下線連接處是否存在虛焊或斷裂現象；b.引下線截面面積是否符合規范，間距是否不大于25 m,間距是否均勻；c.煤炭運輸系統彩鋼板構架是否接地處理，接地應每隔25 m一次；d.儲裝運系統在變壓器后端出線柜內加裝二級試驗電涌保護器；e.用接地電阻測試儀測量防雷裝置的接地阻值，接地阻值應不大于4 Ω。

5)副井。主要作用是上下人、進風下放材料，提矸石，敷設管線。電源線路、排水管道通常由主井口兩側引入，中間鋪有鐵軌。檢測內容包括以下幾方面:a.電源線路通常穿鋼管敷設，鋼管及水管在進口處應做接地處理，穿管間距小于100 mm時，應采用金屬線或鍍鋅扁鋼跨接處理，跨接間距不應大于30 m；b.因軌道在距離井口處5 m以外串入絕緣軌段，軌道接地分為井口外、井口內接地裝置，井口內接地裝置距井口不應小于3 m,在遠離井口軌道絕緣段200 m處應重復接地處理，當軌道長度不達200 m在軌道末端進行重復接地處理，應對絕緣段兩側的鐵軌分別進行接地電阻的測試；c.用接地電阻測試儀測量防雷裝置的接地阻值，接地阻值應不大于4 Ω。

6)監測監控機房。主要有電源柜、數據服務器、UPS電源、大屏顯示設備、監控系統、報警系統及傳輸線纜等，值班人員實時遠程監測井下各種參數，確保煤礦和煤礦工人安全。檢測內容包括以下幾方面:a.機房內應采取屏蔽處理，屏蔽效率確保系統的穩定運行；b.機房內設備應采用共用接地裝置；c.檢查其等電位網絡的結構，是否可確保信息系統穩定運行；d.電源柜、設備柜、顯示屏機架等金屬設施是否采取良好的接地處理，接地線截面是否符合規范要求；e.在 電源的進線柜內應加裝二級試驗電涌保護器；在弱電設備前加裝三級電涌保護器；f.傳輸信號的光纖加強芯應在接線盒處接地處理；g.傳輸信號的金屬線纜應在進戶處加裝適配的信號電涌保護器；h.用接地電阻測試儀測量接地裝置的接地阻值，接地阻值應不大于4 Ω。

7)地面變電所。主要作用為井上所有用電場所供電，通常為TN系統。檢測內容包括以下幾方面:a.直擊雷通常采取接閃針防護，計算接閃針的保護范圍；b.高壓線纜入戶處應安裝高壓避雷器防止雷電波涌入室內；c.變電所均壓環與接地裝置應至少兩處連接；d.電源柜、設備柜等金屬設施是否采取等電位和接地處理，接地線截面是否符合規范要求；e.在變壓器后端出線柜安裝Ⅰ級電涌保護器；f.用大地網接地電阻測試儀測量其接地電阻，接地阻值不大于4 Ω。

8)井下變電所及其他設備。有中央變電所和采取變電所，由電纜線路供電，電壓小于6 000 V，因井下環境復雜性，變壓器采用IT接地系統。檢測內容包括以下幾方面:a.線纜屏蔽層應在井口和變壓器處接地處理，距離較長時在線路中段屏蔽層增加接地；b.變壓器后端加裝適配的電涌保護器，檢查電涌保護器型號選擇和安裝方式是否正確；c.主排水系統，通常設置在井下，緊鄰中央變電所電源由井下變電所供電，若受雷電影響較小，排水設備接地即可。

9)充電區與澡堂。通常澡堂與充電區相鄰。檢測內容包括以下幾方面:a.充電區電源的進線柜內應加裝二級試驗電涌保護器，SPD參數及安裝工藝是否符合規范要求；b.澡堂內應設置局部等電位端子，確保澡堂內金屬設施接地處理；c.用接地電阻測試儀測量接地裝置的接地阻值，接地阻值應不大于4 Ω。

10)辦公樓、機修廠、鍋爐房、空壓泵房。檢測內容包括以下幾方面:a.屋面采用接閃帶對直擊雷進行防護，檢查接閃帶的安裝位置、安裝工藝，引下線數量間距應不大于18 m，布設情況；b.各建筑物進線柜內應加裝Ⅰ級試驗電涌保護器，SPD參數及安裝工藝是否符合規范要求；c.對于屋面裝設彩燈的建筑物，彩燈在屋面應穿鋼管敷設引至屋內，鋼管兩端應接地處理，配電柜內加裝二級電涌保護器。

5 結語

防雷檢測是確保煤礦雷電安全生產的重要防線，應高度重視檢測內容的全面性、檢測行為的規范性，提高檢測理論基礎與業務能力，促進防雷裝置規范安裝和平穩運行，切實消除煤礦企業的雷擊隱患，減少和遏制雷擊事故的發生。