煤矿装车站自动化系统防雷技术初探 部分
乔 华1 ，吴义祥2
(1. 天地科技股份有限公司高新事业部，北京 100013 ；
2. 山东龙口矿业集团有限公司煤业公司信息中心,山东龙口 265700)
摘 要：通过对雷电存在形式的分析，论述了防雷技术的基本原则。详细阐述了外部防雷、内部防雷和过电压保护所采取的措施，为煤矿装车自动化系统提供了一套完整的防雷技术实施方案。
关键词：煤矿； 装车自动化； 防雷技术；等电位联接；过电压保护
0 引言
煤矿装车站装车系统是煤炭生产与销售的重要环节之一。随着煤炭工业及铁路运输的迅速发展，企业对煤炭外运的速度、装车计量准确度、安全生产和减人提效提出了更高的要求,煤矿原有的手动装车系统已难以满足现代煤炭生产和销售的需要。目前我国新建的大、中型煤矿均配备自动化装车系统、各大、中型生产矿井也在进行装车系统的自动化改造。煤矿装车自动化系统是一个智能综合性的系统，建筑物包括上百米长的胶带走廊及四十多米高的钢结构建筑物,电气系统包括自动化控制、信息传输、称重计量、计算机网络管理等电子设备。由于电子设备耐压等级较低,且控制线、数据线、电源线分布较广，有的不可避免地暴露在建筑物外,因此很容易受到各种电磁信号的干扰。在这些干扰中，雷电和过电压对系统的影响最为严重。建筑物地处空旷地带，覆盖面之大，遭受雷电的可能性比较大。因此在系统设计时,不仅要注重系统的性能指标和设备的先进性,同时要做好系统的防雷及抗干扰设计。
1 系统防雷技术
1. 1 基本原则
雷电存在的主要形式有直击雷、感应雷、雷电波侵入。雷电有两个放电参数：一个是起主要破坏作用的雷电流，常达几十安培到几十万安培，其作用时间极短；另一个是雷电流的上升速度，其值在1～80 kA/μs之间。雷电的危害都是由以上两个放电特性引起的。直击雷是指电流直接击在建筑物构架上，常因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物的损坏。而感应雷由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压、过电流所形成，对电气系统轻则产生一定的干扰,重则导致整个系统或系统内部件损坏。防雷技术的基本原则就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射) 对地泄放的合理的阻抗路径，而不能让其随机地选择放电通道,简言之就是要控制雷电能量的泄放与转换。
根据我国煤矿装车站的实际情况，在对煤矿装车站自动化系统进行防雷保护设计时，目前主要采取以下3 道防线：
(1) 外部保护:将绝大部分雷电流直接引入大地泄放；
(2) 内部保护:阻塞沿电源线或数据线、信号线侵入的雷电波危害设备；
(3) 过电压保护:限制被保护设备上的雷电过电压的幅值。目前我国建筑物防雷系统设计执行国家标准《GB50057 建筑物防雷系统设计规范》。防直击雷采用避雷针、避雷带、避雷线和避雷网作为接闪器，然后通过良好的接地装置迅速安全地把雷电流传导入大地。对感应雷防护是从整体和系统建立起三维的防护体系，在被保护设备构成的系统中主要采取电源防雷、信号系统防雷、防止地电位反击及等电位连接、金属屏蔽、重复接地等。同时又采用了防雷分区及多层分级保护原则,即把一个欲保护的建筑物从外到内划分为几个保护区,根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护区，确定防护要点，进行分类保护。
1. 2 系统的外部、内部防雷技术
1. 2. 1 外部防雷技术
(1) 接闪器
煤矿装车站自动化系统的建筑物属钢结构金属屋面。根据《GB50057 建筑物防雷系统设计规范》，利用金属屋面作为防雷接闪器，但还必须符合下列要求：
①金属板之间采取搭接时，其搭接长度不应小于100 mm；