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[摘 要]:随着经济的快速发展,通讯技术和计算机技术也在不断发展,电力的自动化系统也逐渐成为趋势,对于煤矿企业而言,大部分的生产装置特别是煤矿机房都是需要电力进行驱动的,供电的安全直接影响着整个煤矿企业安全生产的顺利进行。但由于煤矿企业一般分布在特殊的地理位置,因此煤矿发生的雷击事故直线上升,尤其是雷击过电压对电力系统自动化装置电源以及通信等回路的冲击特别强,很容易破坏自动化装置的稳定性,严重的直接损坏自动化设备。为提高煤矿自动化系统机房的防雷工作,本文针对这个问题进行了深入的探讨。
[关键词]:煤矿企业 自动化系统 机房 防雷 措施
近年来,随着我国社会经济的发展和现代化水平的提高,特别是由于信息技术的快速发展,电力系统的自动化水平也不断提高。然而由于越来越多的计算机、RTU以及一些其他的自动化设备被应用到电力系统中,我们指导微电子设备的工作电压只有几伏,工作电流十分微弱,正是如此其对外界的干扰抵抗十分弱;再加之,由雷电带来的瞬变磁场十分强,对于微电子器件产生的干扰很大,严重的甚至直接损坏微电子设备,给电力系统带來损失,因此,我们必须做好雷电预防和防护工作。
一、煤矿自动化系统机房的防雷技术的原理及应用
(一)防雷技术的原理
由于大部分煤矿属于雷暴高发地区,采用传统的防雷措施已经不足以抵御雷电侵害,根据实际考察,大部分煤矿地面变电所及主井口房处装设具有国际先进水平的INDELEC主动式提前预放电避雷针及TECHNOTER离子接地极进行防雷。其中INDELEC主动式提前预放电避雷针是一种提前放电主动式防雷装置。当风暴、雷电降临时,装置通过底部电极吸收大气电场中能量并储存于其内部的电子线路,当电荷充电到一定程度时,通过其上部电极放电,在其尖端周围形成强的云层电荷相反的离子层,这种电离放电的强度比传统避雷针的被动放电要大得多。主动式提前预放电避雷针这种强的电离放电产生向上发射的提前先导使雷电下行先导的轨迹畸变,上行先导与下行先导在避雷针的上空相遇,将雷电电流疏至避雷针中心轴,经下引导体安全释放至大地,从而保护了下方的设施,且该装置保护范围大。
(二)防雷技术的应用
1、加强变电站综自系统对雷电的抵御能力。考虑在输电线路两端,即在新安35KV线路终端杆塔上安装的氧化锌避雷器,这样可以对沿输电线路传输的雷电流进行释放,实施有效阻拦。
2、由于传统避雷针属于被动雷击保护,保护范围较小,而各杆塔之间的距离都较远,传统避雷针无法提供有效保护,因此选取世界上最先进防雷技术制造的法国INDELEC主动式提前放电避雷针。
3、所有的防雷保护措施都是建立在有一个良好的接地系统上的,作为雷电流释放的通道。普通的接地处理方式一般采用扁铁、圆钢之类的材料,容易受土壤条件限制,易腐蚀,使用寿命短,施工难度大,因此选用专用接地装置法国TECHNOTER离子接地极。该装置能将高压线路接地地阻做到小于10欧姆,这样一来可以稳定的降低现有接地电阻,提高雷电流释放能力,二来可以保证杆塔的接地电阻在将来的30年内都能做到稳定可靠。
二、提高煤矿自动化系统机房的防雷工作的措施
为了保护建筑物和建筑物内各类设备不受雷电损害或使雷击损害降到最低程度,应采取综合防雷的形式。而现代综合防雷工作主要包括两个方面:外部防雷、内部防雷,缺少任何一方面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。
(一)外部防雷
外部防雷装置是由接闪器、引下线和接地装置组成,主要用以防直击雷的防护装置,其目的是保护建筑物不受雷击的破坏,给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。
1、接闪器。避雷针、避雷网、避雷带(线)以及金属屋面和金属构件等为接闪器。位于防雷装置的顶部,利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身,承接直击雷放电。所用材料满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性。
2、引下线。控制室建筑物避雷网设置多根专用引下线,间距不应大于18m;避雷网引下线设置在控制室建筑物的外墙四角;围绕建筑物设置环形接地装置,避雷网的引下线就近直接接入接地装置;避雷网防雷接地点(引下线到地网的接入点)与其它功能性接地点(保护地、交流地、直流地、屏蔽地等)之间的水平距离应大于5米;各接地共用接地装置时,联合接地系统的接地电阻不大于1Ω。
3、接地装置。避雷针的接地系统和其他接地系统独立,保持15m的安全距离。除避雷针以外的其他接地可采用共用接地,在大楼外地面设置共用接地,提供给大楼直击雷防护接地、机房各种接地使用;各种接地线在地网上的连接点距离大于5米;独立避雷针接地系统的接地电阻不大于10Ω,其他各接地点的接地电阻值应不大于4Ω;采用联合接地接地电阻值不大于1Ω;防雷接地装置与其它接地装置共用时,接地电阻以接入系统要求的最小值确定。
(二)内部防雷
内部防雷由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成,主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应,通过采取各种积极的防护措施,堵塞闪电电涌损坏设备的各种途径,给人员和设备提供一个安全可靠的工作环境。
主要通信机房内部放置有多台服务器及大型交换机,都需加装屏蔽系统。机房侧面和顶面屏蔽层应选用金属面夹芯墙板屏蔽材料,机房屏蔽工程还应与机房防静电工程相互配合,要求机房地面屏蔽网格应铺设在防静电地板之下且与防静电地板的金属支架可靠电气连接,没有设置防静电地板的机房,要求地面屏蔽层上必须铺设不小于5mm厚度的绝缘橡胶垫。屏蔽层必须与接地汇流排可靠连接,最终经汇流排接入共用接地网,使机房屏蔽做到可靠接地。
(三)综合性防雷
为避免雷害,对电力调度自动化系统,应采取“整体防御、综合治理、多重保护”的方针。即建立健全科学合理的整体防雷系统,实施多级保护措施,做好配电系统的防雷。具体分析为,首先首先要从整体上做好防雷规划,从内到外,做到防雷措施的全面覆盖。整体而言,外部可以安装避雷针,接闪器等,避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施,引起火灾或者事故。同时,内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统,通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地,并将其钳位在一定的电压范围内,以完善地保护电气设备;其次,做好配电系统的防雷措施。虽然目前大多都会在配电系统的进线处安装避雷器,避雷带等防雷器件,但是,经过很多次实践证明,单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转,当雷击降下时候,建筑物的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候,要据实际情况做好多级防护措施。
三、结束语
总之,要想使煤矿自动化系统避免雷击,就要首先充分的认识到电力系统自动化防雷工作的必要性,然后从实际情况出发,严格遵循我国相应的防雷接地规程,运用现代的新科技,
采用多重合理的保护措施,来最大限度的保障煤矿自动化系统机房防雷工作的安全顺利进行。
参考文献:
[1]周小虎.浅析电力系统自动化的防雷措施[J]中国城市经济,2011,(20).
[2]王建霞.浅析煤矿电力系统设备及输电线路的安全防雷[J]科技风,2010,(05).
[3]周振涛.煤矿防雷技术初探[J]贵州气象,2004,(28).
[关键词]:煤矿企业 自动化系统 机房 防雷 措施
近年来,随着我国社会经济的发展和现代化水平的提高,特别是由于信息技术的快速发展,电力系统的自动化水平也不断提高。然而由于越来越多的计算机、RTU以及一些其他的自动化设备被应用到电力系统中,我们指导微电子设备的工作电压只有几伏,工作电流十分微弱,正是如此其对外界的干扰抵抗十分弱;再加之,由雷电带来的瞬变磁场十分强,对于微电子器件产生的干扰很大,严重的甚至直接损坏微电子设备,给电力系统带來损失,因此,我们必须做好雷电预防和防护工作。
一、煤矿自动化系统机房的防雷技术的原理及应用
(一)防雷技术的原理
由于大部分煤矿属于雷暴高发地区,采用传统的防雷措施已经不足以抵御雷电侵害,根据实际考察,大部分煤矿地面变电所及主井口房处装设具有国际先进水平的INDELEC主动式提前预放电避雷针及TECHNOTER离子接地极进行防雷。其中INDELEC主动式提前预放电避雷针是一种提前放电主动式防雷装置。当风暴、雷电降临时,装置通过底部电极吸收大气电场中能量并储存于其内部的电子线路,当电荷充电到一定程度时,通过其上部电极放电,在其尖端周围形成强的云层电荷相反的离子层,这种电离放电的强度比传统避雷针的被动放电要大得多。主动式提前预放电避雷针这种强的电离放电产生向上发射的提前先导使雷电下行先导的轨迹畸变,上行先导与下行先导在避雷针的上空相遇,将雷电电流疏至避雷针中心轴,经下引导体安全释放至大地,从而保护了下方的设施,且该装置保护范围大。
(二)防雷技术的应用
1、加强变电站综自系统对雷电的抵御能力。考虑在输电线路两端,即在新安35KV线路终端杆塔上安装的氧化锌避雷器,这样可以对沿输电线路传输的雷电流进行释放,实施有效阻拦。
2、由于传统避雷针属于被动雷击保护,保护范围较小,而各杆塔之间的距离都较远,传统避雷针无法提供有效保护,因此选取世界上最先进防雷技术制造的法国INDELEC主动式提前放电避雷针。
3、所有的防雷保护措施都是建立在有一个良好的接地系统上的,作为雷电流释放的通道。普通的接地处理方式一般采用扁铁、圆钢之类的材料,容易受土壤条件限制,易腐蚀,使用寿命短,施工难度大,因此选用专用接地装置法国TECHNOTER离子接地极。该装置能将高压线路接地地阻做到小于10欧姆,这样一来可以稳定的降低现有接地电阻,提高雷电流释放能力,二来可以保证杆塔的接地电阻在将来的30年内都能做到稳定可靠。
二、提高煤矿自动化系统机房的防雷工作的措施
为了保护建筑物和建筑物内各类设备不受雷电损害或使雷击损害降到最低程度,应采取综合防雷的形式。而现代综合防雷工作主要包括两个方面:外部防雷、内部防雷,缺少任何一方面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。
(一)外部防雷
外部防雷装置是由接闪器、引下线和接地装置组成,主要用以防直击雷的防护装置,其目的是保护建筑物不受雷击的破坏,给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。
1、接闪器。避雷针、避雷网、避雷带(线)以及金属屋面和金属构件等为接闪器。位于防雷装置的顶部,利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身,承接直击雷放电。所用材料满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性。
2、引下线。控制室建筑物避雷网设置多根专用引下线,间距不应大于18m;避雷网引下线设置在控制室建筑物的外墙四角;围绕建筑物设置环形接地装置,避雷网的引下线就近直接接入接地装置;避雷网防雷接地点(引下线到地网的接入点)与其它功能性接地点(保护地、交流地、直流地、屏蔽地等)之间的水平距离应大于5米;各接地共用接地装置时,联合接地系统的接地电阻不大于1Ω。
3、接地装置。避雷针的接地系统和其他接地系统独立,保持15m的安全距离。除避雷针以外的其他接地可采用共用接地,在大楼外地面设置共用接地,提供给大楼直击雷防护接地、机房各种接地使用;各种接地线在地网上的连接点距离大于5米;独立避雷针接地系统的接地电阻不大于10Ω,其他各接地点的接地电阻值应不大于4Ω;采用联合接地接地电阻值不大于1Ω;防雷接地装置与其它接地装置共用时,接地电阻以接入系统要求的最小值确定。
(二)内部防雷
内部防雷由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成,主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应,通过采取各种积极的防护措施,堵塞闪电电涌损坏设备的各种途径,给人员和设备提供一个安全可靠的工作环境。
主要通信机房内部放置有多台服务器及大型交换机,都需加装屏蔽系统。机房侧面和顶面屏蔽层应选用金属面夹芯墙板屏蔽材料,机房屏蔽工程还应与机房防静电工程相互配合,要求机房地面屏蔽网格应铺设在防静电地板之下且与防静电地板的金属支架可靠电气连接,没有设置防静电地板的机房,要求地面屏蔽层上必须铺设不小于5mm厚度的绝缘橡胶垫。屏蔽层必须与接地汇流排可靠连接,最终经汇流排接入共用接地网,使机房屏蔽做到可靠接地。
(三)综合性防雷
为避免雷害,对电力调度自动化系统,应采取“整体防御、综合治理、多重保护”的方针。即建立健全科学合理的整体防雷系统,实施多级保护措施,做好配电系统的防雷。具体分析为,首先首先要从整体上做好防雷规划,从内到外,做到防雷措施的全面覆盖。整体而言,外部可以安装避雷针,接闪器等,避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施,引起火灾或者事故。同时,内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统,通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地,并将其钳位在一定的电压范围内,以完善地保护电气设备;其次,做好配电系统的防雷措施。虽然目前大多都会在配电系统的进线处安装避雷器,避雷带等防雷器件,但是,经过很多次实践证明,单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转,当雷击降下时候,建筑物的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候,要据实际情况做好多级防护措施。
三、结束语
总之,要想使煤矿自动化系统避免雷击,就要首先充分的认识到电力系统自动化防雷工作的必要性,然后从实际情况出发,严格遵循我国相应的防雷接地规程,运用现代的新科技,
采用多重合理的保护措施,来最大限度的保障煤矿自动化系统机房防雷工作的安全顺利进行。
参考文献:
[1]周小虎.浅析电力系统自动化的防雷措施[J]中国城市经济,2011,(20).
[2]王建霞.浅析煤矿电力系统设备及输电线路的安全防雷[J]科技风,2010,(05).
[3]周振涛.煤矿防雷技术初探[J]贵州气象,2004,(28).