煤礦建筑物防雷設(shè)施檢測簡述

胡 俊 青

(山西省氣象災(zāi)害防御技術(shù)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(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。而煤炭安全生產(chǎn)、確保人員安全、保證國民經(jīng)濟(jì)不受損失是首要任務(wù)；雷電災(zāi)害作為安全隱患之一，嚴(yán)重威脅煤礦場所的安全生產(chǎn)。所以做好煤礦生產(chǎn)場所的防雷設(shè)施檢測是一項(xiàng)重要預(yù)防措施，能有效遏制或降低雷電災(zāi)害引起的損失，保穩(wěn)增產(chǎn)。本文總結(jié)出翔實(shí)全面的檢測內(nèi)容及檢測要求，實(shí)現(xiàn)管理部門準(zhǔn)確掌握煤礦企業(yè)的防雷安全狀況。

1 煤礦防雷現(xiàn)狀

雨季是雷電災(zāi)害發(fā)生的高頻期，加強(qiáng)雨季防雷更能有效防范風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)雨季防雷，煤礦企業(yè)均開展防雷設(shè)施自檢和委托防雷機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，但是大部分檢測人員缺乏系統(tǒng)的防雷檢測理論知識(shí)，檢測過程所涉及內(nèi)容較簡單。防雷的基本原則為整體防護(hù)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，防護(hù)措施不全面、防護(hù)設(shè)施安裝不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致防護(hù)效果不佳，留有隱患，帶來經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡等。

2 煤礦防雷設(shè)施及分類

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤炭工業(yè)礦井防雷技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，雷管炸藥庫劃分為一類防雷建筑物，瓦斯抽放站、通風(fēng)系統(tǒng)劃分為二類建筑物，年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)小于0.25次/年的地面變電所、井下變電所(中央變電所、采區(qū)變電所)、地面儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)(煤倉、煤運(yùn)通道等)、監(jiān)測監(jiān)控機(jī)房、充電房、澡堂、辦公樓、機(jī)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(jù)《建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》和《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場所防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》開展防雷檢測工作企業(yè)需要取得氣象主管機(jī)構(gòu)頒發(fā)的防雷檢測資質(zhì)，二類及二類以上建筑物由甲級(jí)資質(zhì)企業(yè)檢測且半年檢測一次，三類建筑物由乙級(jí)或甲級(jí)資質(zhì)企業(yè)開展檢測。防雷設(shè)施安裝應(yīng)符合《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定。

4 現(xiàn)場檢查與檢測

確保防雷設(shè)施檢測的順利開展，首先需明確雷電對(duì)設(shè)備的破壞作用和防雷器件的工作原理，其次是防雷設(shè)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(chǎn)生熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、電效應(yīng)，對(duì)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(yīng)(電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng))，雷云放電或接閃針接閃時(shí)，附近的空間有強(qiáng)大的電磁場，處在此空間的金屬設(shè)施和線路會(huì)感應(yīng)出較大電動(dòng)勢(shì)，瞬間雷電流沿著線路入侵屋內(nèi)，導(dǎo)致設(shè)備火災(zāi)、系統(tǒng)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(hù)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(yuǎn)離煤礦主產(chǎn)區(qū)居民區(qū)。庫區(qū)內(nèi)設(shè)：炸藥庫、雷管庫、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、圍墻電子圍欄、消防水池；庫區(qū)外設(shè)置監(jiān)控值班室，值班室電源、信號(hào)線路通常采用架空線引入。主要從以下幾個(gè)方面開展：a.庫區(qū)建筑物采取安裝接閃針進(jìn)行直擊雷防護(hù)，首次檢測時(shí)，應(yīng)計(jì)算接閃器保護(hù)范圍；b.接閃針應(yīng)為獨(dú)立接地裝置，測試獨(dú)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(jiān)控室金屬設(shè)備等接地情況；d.庫區(qū)圍墻防盜電子圍欄、監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控室電源進(jìn)線、信號(hào)進(jìn)線安裝電涌保護(hù)器情況；e.值班室與庫區(qū)來往線路應(yīng)穿鋼管埋地引入，鋼管兩端應(yīng)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(dú)立接閃針接地阻值應(yīng)不大于10 Ω，其他接地裝置接地阻值應(yīng)不大于4 Ω。另外，部分企業(yè)因監(jiān)控室設(shè)備較少，大部分單位僅為一根鋼筋插進(jìn)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(tǒng)、電控設(shè)備(設(shè)備均為防爆設(shè)備)、供水系統(tǒng)及軟化水裝置，放散管。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.放散管通常采用接閃線進(jìn)行直擊雷保護(hù)，測量接閃線與放散管管口的距離，計(jì)算放散管是否能得到有效保護(hù)；b.接閃針應(yīng)為獨(dú)立接地裝置，測試獨(dú)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(hù)本建筑物，引下線數(shù)量間距應(yīng)不大于18 m，布設(shè)情況；d.廠房內(nèi)供電設(shè)備、水泵設(shè)備、線纜橋架的接地情況；e.高壓線引入時(shí)，變壓器前端入戶鎧裝線纜埋地長度應(yīng)不小于15 m，架空線與鎧裝線纜轉(zhuǎn)換接頭處應(yīng)加裝避雷器，變壓器后端應(yīng)安裝Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器，鎧裝線路兩端以及避雷器應(yīng)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(dú)立接閃針接地阻值應(yīng)不大于10 Ω，其他接地裝置接地阻值應(yīng)不大于4 Ω。

3)通風(fēng)系統(tǒng)。由風(fēng)機(jī)配電室、風(fēng)扇、風(fēng)扇罩和防火門等組成，主要作用為促進(jìn)井下新鮮空氣的流通，從而減少瓦斯的含量，出口處瓦斯?jié)舛仍?.75%以下，粉塵濃度在10 mg/m3以下。檢測內(nèi)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(yīng)不小于15 m，架空線與鎧裝線纜轉(zhuǎn)換接頭處應(yīng)加裝避雷器，變壓器后端應(yīng)安裝Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器，鎧裝線路兩端以及避雷器應(yīng)采取接地處理；b.配電室應(yīng)設(shè)置均壓環(huán)，確保各配電柜、設(shè)備柜應(yīng)等電位連接并接地；c.配電室和風(fēng)扇之間的電源線、信號(hào)線應(yīng)穿金屬管接地處理；d.風(fēng)扇口鑒于瓦斯和粉塵的濃度在正常情況下均達(dá)不到爆炸的條件，可不裝接閃器，但風(fēng)扇外殼應(yīng)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(yīng)不大于4 Ω。

4)主井。主井通常與地面儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)連在一起，主要作用提升煤炭，是通過皮帶將煤炭從主井運(yùn)出，通過傳輸系統(tǒng)運(yùn)往煤倉、洗煤廠等地方。檢測內(nèi)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(xiàn)象；b.引下線截面面積是否符合規(guī)范，間距是否不大于25 m,間距是否均勻；c.煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)彩鋼板構(gòu)架是否接地處理，接地應(yīng)每隔25 m一次；d.儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)在變壓器后端出線柜內(nèi)加裝二級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)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(yīng)不大于4 Ω。

5)副井。主要作用是上下人、進(jìn)風(fēng)下放材料，提矸石，敷設(shè)管線。電源線路、排水管道通常由主井口兩側(cè)引入，中間鋪有鐵軌。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.電源線路通常穿鋼管敷設(shè)，鋼管及水管在進(jìn)口處應(yīng)做接地處理，穿管間距小于100 mm時(shí)，應(yīng)采用金屬線或鍍鋅扁鋼跨接處理，跨接間距不應(yīng)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(nèi)接地裝置，井口內(nèi)接地裝置距井口不應(yīng)小于3 m,在遠(yuǎn)離井口軌道絕緣段200 m處應(yīng)重復(fù)接地處理，當(dāng)軌道長度不達(dá)200 m在軌道末端進(jìn)行重復(fù)接地處理，應(yīng)對(duì)絕緣段兩側(cè)的鐵軌分別進(jìn)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(yīng)不大于4 Ω。

6)監(jiān)測監(jiān)控機(jī)房。主要有電源柜、數(shù)據(jù)服務(wù)器、UPS電源、大屏顯示設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)及傳輸線纜等，值班人員實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測井下各種參數(shù)，確保煤礦和煤礦工人安全。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.機(jī)房內(nèi)應(yīng)采取屏蔽處理，屏蔽效率確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；b.機(jī)房內(nèi)設(shè)備應(yīng)采用共用接地裝置；c.檢查其等電位網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，是否可確保信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；d.電源柜、設(shè)備柜、顯示屏機(jī)架等金屬設(shè)施是否采取良好的接地處理，接地線截面是否符合規(guī)范要求；e.在 電源的進(jìn)線柜內(nèi)應(yīng)加裝二級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器；在弱電設(shè)備前加裝三級(jí)電涌保護(hù)器；f.傳輸信號(hào)的光纖加強(qiáng)芯應(yīng)在接線盒處接地處理；g.傳輸信號(hào)的金屬線纜應(yīng)在進(jìn)戶處加裝適配的信號(hào)電涌保護(hù)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(yīng)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(tǒng)。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.直擊雷通常采取接閃針防護(hù)，計(jì)算接閃針的保護(hù)范圍；b.高壓線纜入戶處應(yīng)安裝高壓避雷器防止雷電波涌入室內(nèi)；c.變電所均壓環(huán)與接地裝置應(yīng)至少兩處連接；d.電源柜、設(shè)備柜等金屬設(shè)施是否采取等電位和接地處理，接地線截面是否符合規(guī)范要求；e.在變壓器后端出線柜安裝Ⅰ級(jí)電涌保護(hù)器；f.用大地網(wǎng)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(shè)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(huán)境復(fù)雜性，變壓器采用IT接地系統(tǒng)。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.線纜屏蔽層應(yīng)在井口和變壓器處接地處理，距離較長時(shí)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(hù)器，檢查電涌保護(hù)器型號(hào)選擇和安裝方式是否正確；c.主排水系統(tǒng)，通常設(shè)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(shè)備接地即可。

9)充電區(qū)與澡堂。通常澡堂與充電區(qū)相鄰。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.充電區(qū)電源的進(jìn)線柜內(nèi)應(yīng)加裝二級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器，SPD參數(shù)及安裝工藝是否符合規(guī)范要求；b.澡堂內(nèi)應(yīng)設(shè)置局部等電位端子，確保澡堂內(nèi)金屬設(shè)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(yīng)不大于4 Ω。

10)辦公樓、機(jī)修廠、鍋爐房、空壓泵房。檢測內(nèi)容包括以下幾方面:a.屋面采用接閃帶對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)，檢查接閃帶的安裝位置、安裝工藝，引下線數(shù)量間距應(yīng)不大于18 m，布設(shè)情況；b.各建筑物進(jìn)線柜內(nèi)應(yīng)加裝Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器，SPD參數(shù)及安裝工藝是否符合規(guī)范要求；c.對(duì)于屋面裝設(shè)彩燈的建筑物，彩燈在屋面應(yīng)穿鋼管敷設(shè)引至屋內(nèi)，鋼管兩端應(yīng)接地處理，配電柜內(nèi)加裝二級(jí)電涌保護(hù)器。

5 結(jié)語

防雷檢測是確保煤礦雷電安全生產(chǎn)的重要防線，應(yīng)高度重視檢測內(nèi)容的全面性、檢測行為的規(guī)范性，提高檢測理論基礎(chǔ)與業(yè)務(wù)能力，促進(jìn)防雷裝置規(guī)范安裝和平穩(wěn)運(yùn)行，切實(shí)消除煤礦企業(yè)的雷擊隱患，減少和遏制雷擊事故的發(fā)生。