煤矿雷电入井的途径探究及防治措施

PAGE煤矿雷电入井的途径探究及防治措施摘要：通过对雷电入井方式、传播途径的分析，提出采取接地泄放、绝缘、屏蔽等防治措施消除雷电入井，保证矿井安全生产。其做法对××公司大部分处于富雷区矿井防止雷电入井具有很好的作用。关键词：消雷器、接地泄放，隔离绝缘，屏蔽，接地电阻一、问题的提出：煤矿位于××市××县郊区，现矿井由原白沙南北井田构成，共有四个入井口，其中两个入口分别为总回风口（包括人员上下）及白沙南井田总回风口，另两个入口分别为+350主井煤炭提升口及白沙南矸石提升口。由于矿区处于雷击高发多灾区，加之入井轨道、管路、电缆较多，很容易引起过电压入井造成设备烧毁或轨道管路火花放电等事故，威胁矿井生产安全。因此，如何按照《煤矿安全规程》要求，做好防雷避雷措施，是矿井的当务之急。本人围绕矿在防止雷电入井方面所采取的一些措施及办法，提出一些见解。二、雷电入井的方式从电场的观点看，雷电能量具有电流场和电磁场两种传播方式，导入井下的主要路径有：沿导体行波方式、沿地面岩层穿透方式和沿井巷空间辐射传播方式三种。（1）雷电电磁波以行波的方式沿井口的钢轨、钢管（风水管）或通讯电缆的芯线、电缆的金属铠装能及其它导体侵入矿井井下。（2）雷电电磁波经地面通道或雷击避雷、地面建筑物穿透大地，侵入矿井井下。（3）雷电电磁波以井、硐空间辐射形式侵入矿井井下。雷电流具有很宽的连续频谱，从几赫到数千兆赫（大部分能量在10KHz以内），在闪电时能辐射出频带很宽的脉冲电磁波，在辐射场内，井口的钢轨、各种管道、电缆等都起着接收天线的作用，电磁场急剧变化，在导体中产生浪涌雷电感应波，也易传入井下。带大量电荷的雷云，在天空中移动，通过地面导体影响井下。雷直击井田或其附近的建筑物时都可能在井下产生放电火花，在强烈雷击时，井口上空电磁场急剧变化，导体中感应的浪涌行波，经各种导体向井内传导时极易造成设备击穿，在绝缘薄弱处放电，产生火花。三、采取的措施及方法主要采取的方法有消雷接地、隔离绝缘和屏蔽1、井口安设防雷设施（1）避雷避雷由接闪器、引下线及接地装置3部分组成。接闪器由直径12～20mm，长为1～2m的圆钢或直径为20～25mm的铜管制成。接闪器比被保护设施更接近雷云，在雷云对地面放电前，接闪器在电场的影响下，上面积累了大量的异性电荷，它们与雷云之间的电场强度超过附近地面被保护设施与雷云之间的电场强度。放电时，接闪器随直接雷击，强大的雷电流通过阻值很小的引下线、接地体泄入大地，以此使被保护设施免受直接雷击。被保护设施应完全置于避雷装置保护范围内。引下线必须使用截面大于25mm²的镀锌钢绞线，直径大于Ф8的圆钢或厚4mm面积48mm²以上的扁钢。接地装置必须使用壁厚3.5mm的钢管、直径Ф10的圆钢或厚4mm面积100mm²以上的扁钢。接地电阻不应大于10Ω。（2）避雷器避雷器主要用于防止感应过电压所产生的感应冲击波沿线路传入电气设备，使其绝缘击穿损坏。其工作原理是避雷器一端与被保护设备相并联，另一端接地，且避雷器的对地放电电压低于被保护设备的绝缘水平。当雷电冲击波沿线路传来时，避雷器首先放电，将雷电流导入大地，当过电压消失后，避雷器能自动恢复原来的状态。架空线终端及变配电装置的母线上都需装置避雷器进行保护。（3）接地接地可以降低雷电侵入波的陡度。在架空管道进户处及邻近的100m，采取1～4处接地措施，可防止沿架空管道传来的雷电侵入波，接地体可与附近电气设备接地装置共用，接地电阻不大于10Ω。矿井对井口范围设置了避雷，重点保护变电所、绞车房等机房设备，对主井、白沙南主井入井的轨道、管路均严格按照《煤矿安全规程要求》，设置了两处良好的集中接地。对入井的通讯线路、监控装置也按要求在入井处装设了熔断器和防雷装置。2、定期组织安全检查防雷装置的检查包括外观检查和测量检查两个方面。10KV以下的防雷装置每三年检查一次。但每次雷雨后，应注意对防雷保护装置的巡视。避雷器应在每年雷雨季节前检查一次。（1）外观检查主要包括检查接闪器、引下线等各部分的连接是否牢固可靠；检查各部分腐蚀和锈蚀情况，若腐蚀和锈蚀超过30％以上，应予更换。对于阀型避雷器，应检查瓷套有无裂纹、破扣、表面是否清洁等。（2）测量检查是对避雷器的测试和接地电阻的测量。避雷器的测试包括：绝缘电阻的测量、泄流电流的测量、工频交流放电电压的测试。矿井对避雷器的测试于每年2、3月份雨季前进行，接地电阻每季度组织测量一次。（3）对检查出来的问题，机电