礦井供電線路防雷研究

【摘要】重慶松藻煤電有限責(zé)任公司逢春煤礦2014年以前平均每年雷擊損失均在40萬(wàn)元以上，2010年曾經(jīng)一次雷擊造成30多萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失，損失多集中在電話通訊系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)測(cè)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(shè)施等方面。本文通過(guò)對(duì)煤礦供電系統(tǒng)的分析，通過(guò)在易遭受雷擊地點(diǎn)裝設(shè)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(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】煤礦；防雷；接地；避雷針

1、前言

逢春煤礦抽風(fēng)機(jī)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(dǎo)致670瓦斯發(fā)電單網(wǎng)帶逢春二回負(fù)荷的情況，架空線路遭受雷擊后，浪涌電流沖擊電網(wǎng)，導(dǎo)致井下監(jiān)控系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等設(shè)備損毀，每年損失多達(dá)20-40萬(wàn)元，其中出現(xiàn)2010年曾經(jīng)一次雷擊造成損失20多萬(wàn)元的事故，隨著防雷技術(shù)的提升，改造防雷接地系統(tǒng)，減少雷電沖擊，保障安全生產(chǎn)變得異常重要。

2、防雷的方案設(shè)計(jì)

2 .1 根據(jù)供電系統(tǒng)架空線穿越山頂?shù)奶攸c(diǎn)及雷擊造成的損壞情況，以及逢春煤礦6kv架空線路沒(méi)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(jié)合。

2.2在靠近架空線易遭受雷擊的較高頂點(diǎn)處裝設(shè)避雷針，減少架空線路遭受雷擊的次數(shù)，同時(shí)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(duì)電網(wǎng)的損壞。

2.4避雷針及接地極設(shè)計(jì)。

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(kāi)挖為場(chǎng)地設(shè)計(jì)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(chǔ)以下）開(kāi)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(wú)碎石等雜質(zhì)）回填并夯實(shí)，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(shí)，開(kāi)挖直徑參考設(shè)計(jì)要求，接地網(wǎng)上下均用低電阻粘土回填夯實(shí)。接地網(wǎng)的外緣個(gè)角應(yīng)做成弧形，圓弧半徑大于5米，接地網(wǎng)通過(guò)的電纜溝，建筑物基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(kāi)挖應(yīng)該按照設(shè)計(jì)地平面為準(zhǔn)，煤礦專用接地裝置基坑（在水平接地溝槽底部以下）開(kāi)挖直徑1200mm，深1200mm（水平溝槽以下開(kāi)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(wú)碎石等雜質(zhì)）回填，其余用方便物理降阻劑回填并夯實(shí)。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(gè)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(diǎn)放生故障。

3.5避雷針設(shè)計(jì)高度30米，符合電力系統(tǒng)的相關(guān)要求。

4、參數(shù)測(cè)試及分析

4.1各點(diǎn)接地電阻測(cè)試參數(shù)

670地面變電所施工點(diǎn)，新接地系統(tǒng)地阻值測(cè)試1.8歐；

670矸石山避雷針點(diǎn)，新接地系統(tǒng)地阻值測(cè)試3.8歐；

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

810仙度河抽風(fēng)機(jī)房點(diǎn)，新接地系統(tǒng)地阻值測(cè)試0.9歐。

4.2 數(shù)據(jù)分析

523井口監(jiān)控系統(tǒng)施工點(diǎn)施工時(shí)發(fā)現(xiàn)施工點(diǎn)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(shí)測(cè)接地電阻偏大，由于此處原來(lái)接地系統(tǒng)地阻值測(cè)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(diǎn)地阻值小于1歐的要求；

810仙度河抽風(fēng)機(jī)房點(diǎn)，此點(diǎn)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(diǎn)均符合要求。

5、檢查與維護(hù)

5.1日常檢查

5.1.1機(jī)運(yùn)專業(yè)檢查時(shí)，專門派人檢查接地系統(tǒng)，目測(cè)接地線及連接是否正常。

5.1.2按期進(jìn)行地阻測(cè)試，檢查測(cè)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(hù)管理

5.2.1檢查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題立即進(jìn)行處理，確保工作可靠。

5.2.2機(jī)電隊(duì)分管副隊(duì)長(zhǎng)及技術(shù)員除自己按時(shí)巡查外，具體負(fù)責(zé)落實(shí)維護(hù)責(zé)任人員，機(jī)動(dòng)科抽查落實(shí)情況。

6、使用效益

2014年監(jiān)測(cè)系統(tǒng)因雷擊造成損失8萬(wàn)元，2014年以前平均每年損失20萬(wàn)元，監(jiān)控系統(tǒng)2014年因雷擊造成損失3.5萬(wàn)元，2014年以前每年損失11萬(wàn)元，電力系統(tǒng)2014年沒(méi)有擊造成損失，2014年以前每年大約4萬(wàn)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(wàn)元，經(jīng)濟(jì)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(jì)參數(shù)均來(lái)自自動(dòng)化辦公室主任、分管副主任及機(jī)動(dòng)科）

7、結(jié)語(yǔ)

防雷技術(shù)科技含量高，雷擊不確定因素較多，現(xiàn)有技術(shù)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(qiáng)雷擊電流的泄放，本項(xiàng)目使用新技術(shù)、新工藝降低接地電阻，減少雷擊對(duì)設(shè)備設(shè)施的傷害，為礦井安全生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.煤礦安全規(guī)程.北京：煤炭工業(yè)出版社.2013

[2] 北京煤炭設(shè)計(jì)研究院.礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：煤炭工業(yè)出版社.1994

[3] 虞吳.現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京.清華大學(xué)出版社.2006

[4] 陳家斌.接地技術(shù)與接地裝置.中國(guó)電力出版社[D].2005

作者簡(jiǎn)介：張旭，（1986.10—），男，重慶合川人，機(jī)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(jī)動(dòng)科任機(jī)電副科長(zhǎng)一職。