煤矿建筑物防雷设施检测简述

胡 俊 青

(山西省气象灾害防御技术中心，山西 太原 030032)

0 引言

煤炭资源作为山西省最丰富能源，为国民经济发展做出了重大贡献。而煤炭安全生产、确保人员安全、保证国民经济不受损失是首要任务；雷电灾害作为安全隐患之一，严重威胁煤矿场所的安全生产。所以做好煤矿生产场所的防雷设施检测是一项重要预防措施，能有效遏制或降低雷电灾害引起的损失，保稳增产。本文总结出翔实全面的检测内容及检测要求，实现管理部门准确掌握煤矿企业的防雷安全状况。

1 煤矿防雷现状

雨季是雷电灾害发生的高频期，加强雨季防雷更能有效防范风险。针对雨季防雷，煤矿企业均开展防雷设施自检和委托防雷机构进行检测，但是大部分检测人员缺乏系统的防雷检测理论知识，检测过程所涉及内容较简单。防雷的基本原则为整体防护、安全可靠、经济合理，防护措施不全面、防护设施安装不当，会导致防护效果不佳，留有隐患，带来经济损失，甚至人员伤亡等。

2 煤矿防雷设施及分类

根据《建筑物防雷设计规范》和《煤炭工业矿井防雷技术规范》的相关规定，雷管炸药库划分为一类防雷建筑物，瓦斯抽放站、通风系统划分为二类建筑物，年预计雷击次数小于0.25次/年的地面变电所、井下变电所(中央变电所、采区变电所)、地面储装运系统(煤仓、煤运通道等)、监测监控机房、充电房、澡堂、办公楼、机修厂、锅炉房、空压泵房等划分为三类建筑物。

3 检测要求

根据《建筑物防雷装置检测技术规范》和《爆炸和火灾危险场所防雷装置检测技术规范》开展防雷检测工作企业需要取得气象主管机构颁发的防雷检测资质，二类及二类以上建筑物由甲级资质企业检测且半年检测一次，三类建筑物由乙级或甲级资质企业开展检测。防雷设施安装应符合《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》的规定。

4 现场检查与检测

确保防雷设施检测的顺利开展，首先需明确雷电对设备的破坏作用和防雷器件的工作原理，其次是防雷设施的种类和各种线路走向。雷电主要分直击雷和间接雷，直击雷是指雷电击在物体上，产生热效应、机械效应、电效应，对被雷击建筑物和线路造成巨大的破坏。间接雷破坏作用主要是雷电波侵入和雷电感应(电磁感应和静电感应)，雷云放电或接闪针接闪时，附近的空间有强大的电磁场，处在此空间的金属设施和线路会感应出较大电动势，瞬间雷电流沿着线路入侵屋内，导致设备火灾、系统瘫痪甚至危及人身安全。以下建筑物从直击雷和间接雷防护两方面开展检测。

1)雷管炸药库。一般选在山坳中，四周尽量有山体屏障，远离煤矿主产区居民区。库区内设：炸药库、雷管库、视频监控系统、报警系统、围墙电子围栏、消防水池；库区外设置监控值班室，值班室电源、信号线路通常采用架空线引入。主要从以下几个方面开展：a.库区建筑物采取安装接闪针进行直击雷防护，首次检测时，应计算接闪器保护范围；b.接闪针应为独立接地装置，测试独立接地装置与其他接地装置距离；c.各仓库接闪带(部分仓库有)金属窗户、门、静电球和监控室金属设备等接地情况；d.库区围墙防盗电子围栏、监控系统和监控室电源进线、信号进线安装电涌保护器情况；e.值班室与库区来往线路应穿钢管埋地引入，钢管两端应接地处理；f.用接地电阻测试仪测试各防雷装置的接地阻值，独立接闪针接地阻值应不大于10 Ω，其他接地装置接地阻值应不大于4 Ω。另外，部分企业因监控室设备较少，大部分单位仅为一根钢筋插进土壤中作为接地措施，这种措施不正确。

2)瓦斯抽放站。通常有泵房，供电系统、电控设备(设备均为防爆设备)、供水系统及软化水装置，放散管。检测内容包括以下几方面:a.放散管通常采用接闪线进行直击雷保护，测量接闪线与放散管管口的距离，计算放散管是否能得到有效保护；b.接闪针应为独立接地装置，测试独立接地装置与其他接地装置距离；c.厂房接闪带的安装位置、安装工艺是否能有效保护本建筑物，引下线数量间距应不大于18 m，布设情况；d.厂房内供电设备、水泵设备、线缆桥架的接地情况；e.高压线引入时，变压器前端入户铠装线缆埋地长度应不小于15 m，架空线与铠装线缆转换接头处应加装避雷器，变压器后端应安装Ⅰ级试验电涌保护器，铠装线路两端以及避雷器应采取接地处理；f.用接地电阻测试仪测试各防雷装置的接地阻值，独立接闪针接地阻值应不大于10 Ω，其他接地装置接地阻值应不大于4 Ω。

3)通风系统。由风机配电室、风扇、风扇罩和防火门等组成，主要作用为促进井下新鲜空气的流通，从而减少瓦斯的含量，出口处瓦斯浓度在0.75%以下，粉尘浓度在10 mg/m3以下。检测内容包括以下几方面:a.配电室变压器前端入户铠装线缆埋地长度应不小于15 m，架空线与铠装线缆转换接头处应加装避雷器，变压器后端应安装Ⅰ级试验电涌保护器，铠装线路两端以及避雷器应采取接地处理；b.配电室应设置均压环，确保各配电柜、设备柜应等电位连接并接地；c.配电室和风扇之间的电源线、信号线应穿金属管接地处理；d.风扇口鉴于瓦斯和粉尘的浓度在正常情况下均达不到爆炸的条件，可不装接闪器，但风扇外壳应不少于两处接地处理；e.用接地电阻测试仪测试防雷装置的接地阻值，接地阻值应不大于4 Ω。

4)主井。主井通常与地面储装运系统连在一起，主要作用提升煤炭，是通过皮带将煤炭从主井运出，通过传输系统运往煤仓、洗煤厂等地方。检测内容包括以下几方面:a.筒仓屋面接闪带安装情况、安装工艺，是否有锈蚀情况，接闪带与引下线连接处是否存在虚焊或断裂现象；b.引下线截面面积是否符合规范，间距是否不大于25 m,间距是否均匀；c.煤炭运输系统彩钢板构架是否接地处理，接地应每隔25 m一次；d.储装运系统在变压器后端出线柜内加装二级试验电涌保护器；e.用接地电阻测试仪测量防雷装置的接地阻值，接地阻值应不大于4 Ω。

5)副井。主要作用是上下人、进风下放材料，提矸石，敷设管线。电源线路、排水管道通常由主井口两侧引入，中间铺有铁轨。检测内容包括以下几方面:a.电源线路通常穿钢管敷设，钢管及水管在进口处应做接地处理，穿管间距小于100 mm时，应采用金属线或镀锌扁钢跨接处理，跨接间距不应大于30 m；b.因轨道在距离井口处5 m以外串入绝缘轨段，轨道接地分为井口外、井口内接地装置，井口内接地装置距井口不应小于3 m,在远离井口轨道绝缘段200 m处应重复接地处理，当轨道长度不达200 m在轨道末端进行重复接地处理，应对绝缘段两侧的铁轨分别进行接地电阻的测试；c.用接地电阻测试仪测量防雷装置的接地阻值，接地阻值应不大于4 Ω。

6)监测监控机房。主要有电源柜、数据服务器、UPS电源、大屏显示设备、监控系统、报警系统及传输线缆等，值班人员实时远程监测井下各种参数，确保煤矿和煤矿工人安全。检测内容包括以下几方面:a.机房内应采取屏蔽处理，屏蔽效率确保系统的稳定运行；b.机房内设备应采用共用接地装置；c.检查其等电位网络的结构，是否可确保信息系统稳定运行；d.电源柜、设备柜、显示屏机架等金属设施是否采取良好的接地处理，接地线截面是否符合规范要求；e.在 电源的进线柜内应加装二级试验电涌保护器；在弱电设备前加装三级电涌保护器；f.传输信号的光纤加强芯应在接线盒处接地处理；g.传输信号的金属线缆应在进户处加装适配的信号电涌保护器；h.用接地电阻测试仪测量接地装置的接地阻值，接地阻值应不大于4 Ω。

7)地面变电所。主要作用为井上所有用电场所供电，通常为TN系统。检测内容包括以下几方面:a.直击雷通常采取接闪针防护，计算接闪针的保护范围；b.高压线缆入户处应安装高压避雷器防止雷电波涌入室内；c.变电所均压环与接地装置应至少两处连接；d.电源柜、设备柜等金属设施是否采取等电位和接地处理，接地线截面是否符合规范要求；e.在变压器后端出线柜安装Ⅰ级电涌保护器；f.用大地网接地电阻测试仪测量其接地电阻，接地阻值不大于4 Ω。

8)井下变电所及其他设备。有中央变电所和采取变电所，由电缆线路供电，电压小于6 000 V，因井下环境复杂性，变压器采用IT接地系统。检测内容包括以下几方面:a.线缆屏蔽层应在井口和变压器处接地处理，距离较长时在线路中段屏蔽层增加接地；b.变压器后端加装适配的电涌保护器，检查电涌保护器型号选择和安装方式是否正确；c.主排水系统，通常设置在井下，紧邻中央变电所电源由井下变电所供电，若受雷电影响较小，排水设备接地即可。

9)充电区与澡堂。通常澡堂与充电区相邻。检测内容包括以下几方面:a.充电区电源的进线柜内应加装二级试验电涌保护器，SPD参数及安装工艺是否符合规范要求；b.澡堂内应设置局部等电位端子，确保澡堂内金属设施接地处理；c.用接地电阻测试仪测量接地装置的接地阻值，接地阻值应不大于4 Ω。

10)办公楼、机修厂、锅炉房、空压泵房。检测内容包括以下几方面:a.屋面采用接闪带对直击雷进行防护，检查接闪带的安装位置、安装工艺，引下线数量间距应不大于18 m，布设情况；b.各建筑物进线柜内应加装Ⅰ级试验电涌保护器，SPD参数及安装工艺是否符合规范要求；c.对于屋面装设彩灯的建筑物，彩灯在屋面应穿钢管敷设引至屋内，钢管两端应接地处理，配电柜内加装二级电涌保护器。

5 结语

防雷检测是确保煤矿雷电安全生产的重要防线，应高度重视检测内容的全面性、检测行为的规范性，提高检测理论基础与业务能力，促进防雷装置规范安装和平稳运行，切实消除煤矿企业的雷击隐患，减少和遏制雷击事故的发生。