煤礦自動化系統機房防雷技術研究

天地（常州）自動化股份有限公司 非煤張建

在煤礦的現代化生產中，為了實現其生產效率和質量的提升，積極的對其做了自動化系統的改造，由此實現了煤礦生產自動化程度的提高。從煤礦的自動化系統運行來看，其運行依靠的主要動力能源是電力，而將電力的作用做穩定發揮的便是電力設備。從具體的運行實踐分析來看，在多雷電的夏秋季節，煤礦的運行容易受到雷擊的威脅，所以加強煤礦自動化機房的防雷布置對于煤礦的安全和持續運行來講具有重要的意義，因此系統的討論煤礦自動化系統機房防雷技術的具體應用實效意義十分的突出。

1 煤礦自動化系統機房防雷技術原理

從目前的實際分析來看，我國大部分的煤礦都處在雷暴的密集區，所以受到的雷擊威脅比較的嚴重，而傳統的防雷措施已經越來越不能抵御雷電的侵害，所以需要對防雷技術和措施做綜合的改善。根據目前實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房處進行了具有國際先進水平的主動式提前預放電避雷針的安裝，此種裝置利用離子接地極進行防雷。從具體的分析來看，此種主動式提前預防避雷針是一種提前放電主動式防雷的裝置，所以當風暴或者是雷電發生的時候，裝置會通過底部進行大氣電場中能量的吸收并將其進行儲存，當電荷的充電達到一定程度后，其利用其他電極的放電，在其尖端位置會形成和云層電荷相反的離子層，這種電離放電和傳統的避雷針主動放電來講強度更大。從具體的利用來看，主動式提前預放避雷針這種強的電離放電會產生向上發射的先導放電，從而使雷電下行先導放電發生畸變。當上行先導放電和下行先導放電在空中相遇后，雷電的電流會疏至避雷針的中心軸，在其向下引導后釋放至大地，由此實現了對下方設施的保護。從具體的分析來看，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

在煤礦的具體生產中，為了對建筑物以及建筑物當中的設備等進行有效的保護，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，必須要做相應的防雷措施布置。而就目前的具體分析來看。防雷主要采取以下三方面的措施。

2.1 外部防雷

首先是進行外部的防雷。從具體的分析來看，外部防雷需要接閃器、引下線和接地裝置共同作用發揮，其主要的作用是避免直擊雷的損害。從具體效果來看，外部防雷的有效利用對建筑物形成有效的保護，從而為建筑物當中的設備運行提供了相對安全的環境。

接閃器是外部防雷系統的重要組成部分，像避雷針、避雷網以及避雷帶等金屬構件均屬于接閃器。從接閃器的具體位置來看，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，進而承接直擊雷的傷害，這樣，直擊雷對建筑物的直接損害現象就會避免。為了保證雷電引導的效果，接閃器所用的材料需要具備較強的機械強度、耐腐蝕和熱穩定性。整體而言，接閃器是防雷裝置發生作用的第一步，如果接閃器的效果不能得到充分的發揮，整個防雷裝置的作用會減弱，因此在措施利用中，接閃器的選用要科學合理。

引下線是防雷裝置中的另一種重要構件。從目前的具體分析來看，控制室建筑物的避雷網一般需要設置多根專用的引下線，其設置的間距標準要小于18m，從具體的布置來看，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形布置，這樣，避雷網的引下線可以直接的接入接地裝置。需要注意的一點是在設置避雷網的防雷地點和其他功能性接地點的時候，其水平距離要在5m以上。另外，在接地裝置共用的時候，聯合接地系統其接地電阻要在1Ω以下。

接地裝置是外部防雷系統的第三種重要部件。從具體的分析來看，為了保證較好的防雷效果，避雷針的接地系統和其他的接地系統要保證獨立性，一般需要保持15m的安全距離。在實踐中，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置共用接地，由此給建筑物提供直擊接地保護。從目前的應用實踐分析來看，為了保證效果，各個接地線在地面上的連接點其距離要大于5m，獨立使用的避雷針接地線接地電阻要不超過10Ω，其他的各接地點，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候，接地電阻的確定需要以接入系統的最小值為基準。

綜上所述，外部防雷是煤礦自動化系統機房防雷的重要方式，所以在具體利用的過程中需要對外部隔離技術做綜合性分析，然后結合煤礦自動化系統機房的實踐做具體的防雷布置，這樣，其防雷的效果才會得到顯著的提升。

2.2 內部防雷

其次，內部防雷也是煤礦自動化系統機房防雷的重要技術。從具體的分析來看，內部防雷相比于外部防雷其復雜性更為突出。就下階段的煤礦自動化系統機房的內部防雷來講其包括了等電位連接系統、共用接地系統、屏蔽系統、合理布線系統以及浪涌保護器系統。這些系統的綜合運用其最終的目的是防止或者是降低雷電流在雷防空間內產生電磁效應。從綜合應用的效果分析來看，上述系統的綜合作用能夠將閃電電涌對設備損害的各種途徑進行堵塞，這樣，人員工作和設備運行的環境會更加的安全可靠。

從目前的具體分析來看，之所以要強調煤礦自動化系統機房防雷是因為主要的通信機房當中放置著多臺服務器以及大型的交換機，一旦發生了雷擊損害，機房的儀器設備運行停滯，自動化系統會處于癱瘓的狀態。所以出于防護的考慮，在機房當中需要加裝屏蔽系統，就機房的側面和頂部屏蔽來講，為了達到很好的屏蔽效果，需要選用金屬面夾芯屏蔽材料；另外，將機房的屏蔽工程和機房的防靜電工程進行結合利用，其具體的屏蔽效果會更加的突出。另外，在機房地面屏蔽網格的構建中，鋪設厚度在5mm以上的絕緣橡膠墊，并實現絕緣層和接地匯流排的可靠性連接，最終實現由匯流排接入共用接地網，這樣，機房的屏蔽可以實現可靠接地。

綜上所述，內部防雷是煤礦自動化系統機房防雷的重要應用，其核心在于屏蔽系統的構建，所以在內部防雷的具體屏蔽系統構建時，需要合理選材然后對屏蔽結構做科學的設計和安排，這樣，內部屏蔽效果提升，防雷的具體應用結果會更加的顯著。

2.3 綜合性防雷

最后，綜合性防雷也是煤礦自動化系統機房防雷的重要技術利用。從綜合性防雷的具體分析來看，其遵循的基本策略是十二個字，即整體防御、綜合治理、多重保護。從具體的實施來看，需要對科學合理的防雷體系做完善性的構建，從而實現多級保護的效果，這樣，配電系統的防雷可以更加的有效。

為了保證十二字策略的實施，具體的工作分三步走：第一步是從整體出發對防雷做好規劃。從具體的分析來看，不同環境下的煤礦自動化系統機房，其防雷的要求是不一樣的，所以在具體布置的時候需要結合機房的實踐情況做針對性的規劃設計，由此可以實現設計的科學性，從而為具體的防雷布置提供有效的指導。第二是做好綜合性防雷措施。整體規劃為防雷的實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件安裝等提供指導。在綜合防雷措施指導下，不僅外部防雷要做具體的應用，內部屏蔽層等也要做合理性構建，這樣，內外共同作用可以實現防雷效果的強化。第三是做配電系統的防雷措施。所謂的多層防雷指的就是由外而內的實現對系統線路和設備的多層保護，線路防雷措施是多層保護中的重點環節，所以需要對線路的防雷做具體的布置，這樣，當雷擊發生后建筑物的外部和內部防雷均為實現具體防雷目標的時候，線路防雷還可以發揮作用。簡言之，十二字方針將綜合防雷的目標和控制策略做了整體性概括，是防雷工作中需要重點掌握的策略。

3 具體實例分析

具體的防雷措施利用是否有效需要對其的實踐利用進行評價和分析，這樣，其技術的利用價值和缺陷分析才會更加的完善。將上述的技術在具體煤礦生產中做應用，分析評價具體效果其具有突出的參考意義。

3.1 煤礦概述

某煤礦位于我國東部地區，每年到了夏秋季節，雷雨天氣十分的頻繁，而從該煤礦的具體位置來看，其地勢相比于周圍的區域存在著明顯的突出性，周邊的樹木也較為茂盛，所以在過去的生產中，該煤礦受雷電侵害產生了巨大的損失，其中既有經濟損失也有人員傷亡。在不斷的發展中，該煤礦意識到了防雷的重要性，也在積極的做防雷布置，但是傳統的防雷技術對現代煤礦的生產需要來講可利用性較低，實用價值不高，所以在目前的生產中，該煤礦還處于雷電的威脅之中。在煤礦生產的自動化系統改造中，該煤礦領導層下定決心做防雷技術的引進，由此實現了自動化系統機房防雷技術的利用改善，從實踐應用分析來看，技術利用的現實意義十分的突出。

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）積極的進行外部防雷的設置。該煤礦在自動化系統機房頂部加裝了避雷網，并在避雷網中接入了4條引下線，將其固定在機房四周后實現了引下線和接地裝置的連接。從具體的分析來看，外部防雷安裝中使用的避雷網材料等均達到了相應的要求，所以外部防雷裝置的安裝具有可靠性。2）積極的進行了內部防雷的布置。從具體分析來看，內部防雷的核心是屏蔽層的構建，該煤礦對機房的內部結構進行了具體的分析，然后在屏蔽層要求的基礎上選用合格的材料做機房屏蔽系統的構建，這樣，內部防雷的效果明顯的提升。3）對機房配電系統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，通過三步實施，整個防雷系統的完整性得以提升，具體的利用價值提高。

3.3 防雷效果分析

對防雷系統的應用價值進行判斷，效果是重要的評價指標。該煤礦自動化系統機房的防雷技術利用產生的效果主要集中在兩方面：第一是機房的防雷效果顯著的提升，機房運行受影響的程度明顯減弱。對比資料發現，在過去的防雷系統應用中，機房容易受到雷電過電壓的損害，機房設備的正常運行受到了嚴重的影響，但是在現階段防雷技術利用條件下，機房設備受雷電影響的幾率明顯的減小，設備運行的有效性和持續性得到了提升。第二是雷擊造成的設備損壞明顯減少。從目前的具體分析來看，使用多層防護體系對雷擊進行預防，設備損壞率明顯降低。從具體的數據統計來看，過去的雷擊造成的設備損壞率高達32.1%，而現階段，雷擊造成的設備損害下降到了10%以內，由此可見其具體的效果十分的顯著。

4 結束語

煤礦自動化系統應用對煤礦的具體生產效率和質量提升有著重要的幫助，保證系統的完整性運行意義十分的顯著，但是雷擊造成的損害會影響系統的持續運行，所以在自動化系統建設的時候，對機房的具體防雷技術做綜合性的探討和應用十分的必要。本文研究分析了具體的防雷技術并對其應用效果做了評價，目的就是要為具體的煤礦自動化系統防雷實踐提供參考。

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