再談監(jiān)控系統(tǒng)防雷和電磁感應(yīng)破壞的防范措施
根據(jù)歷時(shí)4年多現(xiàn)場(chǎng)跟蹤調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，地方小型煤礦遭雷擊事故遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大型煤礦，用戶反映十分強(qiáng)烈，經(jīng)過(guò)本人深入細(xì)致調(diào)研發(fā)現(xiàn)，基層技術(shù)人員及管理者普遍存在許多認(rèn)識(shí)誤區(qū)，下面淺析一下小型煤礦現(xiàn)場(chǎng)存在的技術(shù)問(wèn)題和管理缺陷，希望能得到廣大專家和領(lǐng)導(dǎo)們的關(guān)注。
原因一是小型煤礦不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)造成的。地方小型煤礦為了減少建設(shè)成本，絕大部分沒(méi)有設(shè)采區(qū)變壓器，380伏動(dòng)力電源由地面直接引入井下，引入電纜的架空安裝，將井下機(jī)電設(shè)備直接暴露在大氣放電感應(yīng)的威脅之下，它和大型礦井有采區(qū)變壓器隔離的環(huán)境相比截然不同，大型礦井的6600伏隔爆變壓器有良好的絕緣性能，還設(shè)有二氧化硅避雷器保護(hù)，雷電感應(yīng)只作用于一次高壓線上，二次很少能受到雷電打擊。小型煤礦由于沒(méi)有變壓器隔離，雷電感應(yīng)浪涌電壓亟易從動(dòng)力電源引入井下，多數(shù)擊穿分站電源變壓器。
原因二是地方小型煤礦對(duì)線路避雷器的作用存在誤區(qū)，認(rèn)為雷擊只是從傳輸線路引入的，還有人誤認(rèn)為線路避雷器是萬(wàn)能的，甚至將其與建筑物上的避雷針等同起來(lái)，錯(cuò)誤的認(rèn)為只要地面安裝一臺(tái)避雷器，就可以確保全礦系統(tǒng)平安無(wú)事，由此許多煤礦只在地面安裝了線路避雷器，井下線路沒(méi)有安裝，電源進(jìn)線沒(méi)有安裝，結(jié)果一旦礦區(qū)遇有雷暴天氣，地面計(jì)算機(jī)保護(hù)住了，井下分站甚至傳感器遭到嚴(yán)重?fù)p壞。
原因三許多基層領(lǐng)導(dǎo)誤認(rèn)為只要設(shè)備接地線良好就是最好的防雷措施，施工中花費(fèi)了大量財(cái)力和人力用以改善接地電阻，忽視了其他方面不安全的因素，實(shí)際上除了避雷器的地線要良好接地外，其他設(shè)備的接地均不能起到訪雷擊的作用，比如說(shuō)地面計(jì)算機(jī)恰恰相反，它的外殼與大地連通反而會(huì)引來(lái)雷擊。
原因四除了大氣放電造成的強(qiáng)電磁干擾外，還有一種來(lái)自礦井內(nèi)部動(dòng)力電源故障浪涌電流造成的破壞， 后者的破壞力往往遠(yuǎn)高于雷電的損壞力，特別在動(dòng)力電源設(shè)備發(fā)生擊穿短路、電纜短路放炮、電纜弧光短路等情況時(shí)，動(dòng)力電源的相間會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的不平衡。
擊穿點(diǎn)對(duì)地短路，造成很高的跨步電壓（不同位置的兩點(diǎn)大地電位差），能造成井下現(xiàn)場(chǎng)接地點(diǎn)與地面機(jī)房接地點(diǎn)很高的電位差。
信號(hào)傳輸線跨接在這個(gè)高電位差的兩地之間，與儀器之間形成放電回路，能在很短的時(shí)間內(nèi)燒焦電路板，并使其碳化擊穿，會(huì)破壞整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
用戶往往在沒(méi)有發(fā)生雷雨的季節(jié)也發(fā)生了擊穿損壞，這就是動(dòng)力電源浪涌造成的破壞。
就現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況建議用戶采取如下十二種措施， 可以有效的防治閃電雷擊和動(dòng)力電纜浪涌感應(yīng)造成的損壞。
1、傳輸干線全部更換屏蔽線，井筒電纜鋼用絲凱裝線，并且從井底到機(jī)房不要設(shè)接頭，直達(dá)機(jī)房，電纜的屏蔽網(wǎng)（包括鎧裝鋼絲）上下兩頭分別可靠接地，特別是地面干線盡可能避免架空走線，必須走明線時(shí)要用鋼絞線吊掛，鋼絞線兩端可靠接地。
2、有條件的話地面線路可以考慮采取埋地走線方案，穿入鋼管作防護(hù)外皮埋入地下能取得良好防雷性能。
3、如果實(shí)在沒(méi)有條件使用屏蔽電纜，把四芯電纜中的二根剩余芯線，在井上井下分別良好接地，也可有效吸收感應(yīng)能量獲得明顯的保護(hù)作用。
4、傳輸線終端的井上下分別加裝避雷器，不可以只安裝地面，忽略井下！選用鎮(zhèn)江中煤電子現(xiàn)在生產(chǎn)線路避雷器（已取得了煤安標(biāo)志），可以得到很好的保護(hù)效果，千萬(wàn)不要拆掉避雷器運(yùn)行系統(tǒng)！
5、避雷器的保險(xiǎn)管被擊斷后，要換上相同容量的備用保險(xiǎn)管，切不可以用大容量的代換，一般不要用大于500毫安的保險(xiǎn)管，絕對(duì)不要用導(dǎo)線替代融絲！
6、信號(hào)傳輸線不要同動(dòng)力電纜掛在同一側(cè)邦上，更不要掛在同一個(gè)電纜鉤子上，否則動(dòng)力電纜發(fā)生瞬間短路的浪涌電流會(huì)在傳輸線上感應(yīng)出數(shù)千伏電壓，能量非常強(qiáng)大。
7、避雷器的接地線要良好接地，特別是安裝在井下的避雷器尤其重要。
8、雷電大作時(shí)，特別在機(jī)房附近落雷時(shí)，建議關(guān)閉地面主計(jì)算機(jī)，然后拔下主機(jī)和接口的電源插頭，接有局域網(wǎng)的也要拔下網(wǎng)線插頭，這樣可以有效的保護(hù)計(jì)算機(jī)不被雷電擊毀，但不能保護(hù)井下設(shè)備，只停電不拔下插頭，主機(jī)照樣容易被雷擊毀。
9、計(jì)算機(jī)外殼接地不能改善防雷性能，恰恰相反，機(jī)器外殼懸空能有效阻斷放電通路，更有利于防雷。建議電腦插座中的保護(hù)接地不要連接大地（品字形插座中間的插孔），但要保證外置接口的外殼和電腦的外殼地連接在一起就可以（插在同一電源插座上，或用導(dǎo)線將二個(gè)插座的“保護(hù)地”連在一起），千萬(wàn)不可以只有一臺(tái)接地而另一臺(tái)外殼懸空（指通信接口和電腦的外殼）。
10、動(dòng)力變壓器裝在地面的小型礦井，井下盡可能改用采區(qū)變壓器供電，一方面改善安全環(huán)境，還能提高電源輸送效率，如果沒(méi)有條件使用采區(qū)變壓器的礦井，井下監(jiān)控儀器的電源進(jìn)線側(cè)必須加裝“電源避雷器”防止雷電沿動(dòng)力線打進(jìn)儀器。（鎮(zhèn)江中煤電子有電源避雷器產(chǎn)品供應(yīng)）。
11、在沒(méi)有采區(qū)變壓器的小煤礦中，雷擊往往是從地面380V電源引入的，線路避雷器對(duì)其沒(méi)有任何防護(hù)作用，建議這樣的礦井在分站電源前面加入小功率干式變壓器隔離。
12、改用光纖信號(hào)傳輸，可以徹底杜絕線路雷擊損壞（鎮(zhèn)江中煤電子已有光纖傳輸接口，可以直接代換使用）。