矿井供电线路防雷研究

【摘要】重庆松藻煤电有限责任公司逢春煤矿2014年以前平均每年雷击损失均在40万元以上，2010年曾经一次雷击造成30多万元的经济损失，损失多集中在电话通讯系统、瓦斯监测监控系统、电力监测监控系统、皮带集中控制系统、人员定位系统等、架空线路设施等方面。本文通过对煤矿供电系统的分析，通过在易遭受雷击地点装设避雷针、降低接地电阻等方式，快速释放雷电冲击波，减少电网受雷击的次数，从而减少电网故障，保障煤矿的正常安全生产。

【关键词】煤矿；防雷；接地；避雷针

1、前言

逢春煤矿抽风机采用架空线路供电，供电线路穿越杨叉山顶及670断崖，极易遭受雷击，今年4月出现坪子变电所送逢春670地面变电所二回遭受雷击跳电，导致670瓦斯发电单网带逢春二回负荷的情况，架空线路遭受雷击后，浪涌电流冲击电网，导致井下监控系统、定位系统等设备损毁，每年损失多达20-40万元，其中出现2010年曾经一次雷击造成损失20多万元的事故，随着防雷技术的提升，改造防雷接地系统，减少雷电冲击，保障安全生产变得异常重要。

2、防雷的方案设计

2 .1 根据供电系统架空线穿越山顶的特点及雷击造成的损坏情况，以及逢春煤矿6kv架空线路没有专用避雷线，确定逢春煤矿供电线路遭受的直击雷较多，防范措施为避雷与泄放相结合。

2.2在靠近架空线易遭受雷击的较高顶点处装设避雷针，减少架空线路遭受雷击的次数，同时在避雷针下方安装接地系统。

2.3地面变电所改造接地系统，降低接地电阻，加速雷电泄放速度，减少雷电对电网的损坏。

2.4避雷针及接地极设计。

3、材料选择及施工

3.1水平接地极使用热浸锡连铸铜包钢软线TGXΦ14B，铜层厚度不得低于0.8mm。

水平接地极的开挖为场地设计地平面下，主接地网最外圈部分水平接地沟槽（在各建筑物基础以下）开挖上宽1200mm，下宽800mm，深-1200mm，水平接地极埋深-800mm，水平接地沟槽-1000mm以下均用低电阻粘土（无碎石等杂质）回填并夯实，水平接地沟槽-600mm至-1000使用方便物理降阻剂回填（回填料如不足使用粘土回填），水平接地沟槽-600mm以上用低于100欧姆电阻回填并夯实，开挖直径参考设计要求，接地网上下均用低电阻粘土回填夯实。接地网的外缘个角应做成弧形，圆弧半径大于5米，接地网通过的电缆沟，建筑物基础，结构基础等，可以埋与地下或绕道。

3.2垂直接地极使用煤矿专用接地装置CDW。开挖应该按照设计地平面为准，煤矿专用接地装置基坑（在水平接地沟槽底部以下）开挖直径1200mm，深1200mm（水平沟槽以下开挖），煤矿专用接地装置埋深-24000m，垂直接地基坑上下两端200mm处用低电阻粘土（无碎石等杂质）回填，其余用方便物理降阻剂回填并夯实。专用接地装置要求两者间距不能小于5米

3.3回填料采用CDW-G降阻剂，每米水平接地体采用20千克的回填料包裹，垂直接地体每个基坑250千克的回填料包裹。

3.4水平接地极连接及水平接地极与垂直接地极的连接采用放热焊接，连接效果好，防止虚焊等连接点放生故障。

3.5避雷针设计高度30米，符合电力系统的相关要求。

4、参数测试及分析

4.1各点接地电阻测试参数

670地面变电所施工点，新接地系统地阻值测试1.8欧；

670矸石山避雷针点，新接地系统地阻值测试3.8欧；

523井口监控系统施工点，新接地系统地阻值测试1.7欧；

810仙度河抽风机房点，新接地系统地阻值测试0.9欧。

4.2 数据分析

523井口监控系统施工点施工时发现施工点下方浮矸多，土壤接地电阻偏高，由于条件限制，安装4组接地装置，固实测接地电阻偏大，由于此处原来接地系统地阻值测试为1.2欧，目前采用两组接地并联方式，并联后接地电阻为0.8欧，满足此点地阻值小于1欧的要求；

810仙度河抽风机房点，此点施工中发现接地坑施工处有地下浸水，所以接地电阻理想。其余两点均符合要求。

5、检查与维护

5.1日常檢查

5.1.1机运专业检查时，专门派人检查接地系统，目测接地线及连接是否正常。

5.1.2按期进行地阻测试，检查测试阻值是否符合要求。

5.1.3检查避雷器是否外观正常，与接地装置连接是否可靠。

5.2.维护管理

5.2.1检查发现的问题立即进行处理，确保工作可靠。

5.2.2机电队分管副队长及技术员除自己按时巡查外，具体负责落实维护责任人员，机动科抽查落实情况。

6、使用效益

2014年监测系统因雷击造成损失8万元，2014年以前平均每年损失20万元，监控系统2014年因雷击造成损失3.5万元，2014年以前每年损失11万元，电力系统2014年没有击造成损失，2014年以前每年大约4万元。综上所述，防雷接地系统安装后，每年可直接减少损失23.5万元，经济效益显著。

2014年因雷击造成的系统停电逢春煤矿有6 次，而2014年以前每年平均为14左右，雷击次数减少57%。（以上统计参数均来自自动化办公室主任、分管副主任及机动科）

7、结语

防雷技术科技含量高，雷击不确定因素较多，现有技术下，逢春煤矿架空线路还不能完全防止雷击，只有增加避雷针减少遭受雷击的次数及加强雷击电流的泄放，本项目使用新技术、新工艺降低接地电阻，减少雷击对设备设施的伤害，为矿井安全生产打下基础。

参考文献：

[1] 国家安全生产监督管理局.煤矿安全规程.北京：煤炭工业出版社.2013

[2] 北京煤炭设计研究院.矿山电力设计规范.北京：煤炭工业出版社.1994

[3] 虞吴.现代防雷技术基础[M].北京.清华大学出版社.2006

[4] 陈家斌.接地技术与接地装置.中国电力出版社[D].2005

作者简介：张旭，（1986.10—），男，重庆合川人，机电助理工程师，现从事与重庆松藻煤电有限公司逢春煤矿机动科任机电副科长一职。