再谈监控系统防雷和电磁感应破坏的防范措施
作者：佚名
2009-11-21 23:42
来源：本站原创
再谈监控系统防雷和电磁感应破坏的防范措施
根据历时4年多现场跟踪调查数据统计，地方小型煤矿遭雷击事故远远高于大型煤矿，用户反映十分强烈，经过本人深入细致调研发现，基层技术人员及管理者普遍存在许多认识误区，下面浅析一下小型煤矿现场存在的技术问题和管理缺陷，希望能得到广大专家和领导们的关注。
原因一是小型煤矿不合理的电网结构造成的。地方小型煤矿为了减少建设成本，绝大部分没有设采区变压器，380伏动力电源由地面直接引入井下，引入电缆的架空安装，将井下机电设备直接暴露在大气放电感应的威胁之下，它和大型矿井有采区变压器隔离的环境相比截然不同，大型矿井的6600伏隔爆变压器有良好的绝缘性能，还设有二氧化硅避雷器保护，雷电感应只作用于一次高压线上，二次很少能受到雷电打击。小型煤矿由于没有变压器隔离，雷电感应浪涌电压亟易从动力电源引入井下，多数击穿分站电源变压器。
原因二是地方小型煤矿对线路避雷器的作用存在误区，认为雷击只是从传输线路引入的，还有人误认为线路避雷器是万能的，甚至将其与建筑物上的避雷针等同起来，错误的认为只要地面安装一台避雷器，就可以确保全矿系统平安无事，由此许多煤矿只在地面安装了线路避雷器，井下线路没有安装，电源进线没有安装，结果一旦矿区遇有雷暴天气，地面计算机保护住了，井下分站甚至传感器遭到严重损坏。
原因三许多基层领导误认为只要设备接地线良好就是最好的防雷措施，施工中花费了大量财力和人力用以改善接地电阻，忽视了其他方面不安全的因素，实际上除了避雷器的地线要良好接地外，其他设备的接地均不能起到访雷击的作用，比如说地面计算机恰恰相反，它的外壳与大地连通反而会引来雷击。
原因四除了大气放电造成的强电磁干扰外，还有一种来自矿井内部动力电源故障浪涌电流造成的破坏， 后者的破坏力往往远高于雷电的损坏力，特别在动力电源设备发生击穿短路、电缆短路放炮、电缆弧光短路等情况时，动力电源的相间会发生严重的不平衡。
击穿点对地短路，造成很高的跨步电压（不同位置的两点大地电位差），能造成井下现场接地点与地面机房接地点很高的电位差。
信号传输线跨接在这个高电位差的两地之间，与仪器之间形成放电回路，能在很短的时间内烧焦电路板，并使其碳化击穿，会破坏整个网络。
用户往往在没有发生雷雨的季节也发生了击穿损坏，这就是动力电源浪涌造成的破坏。
就现场实际情况建议用户采取如下十二种措施， 可以有效的防治闪电雷击和动力电缆浪涌感应造成的损坏。
1、传输干线全部更换屏蔽线，井筒电缆钢用丝凯装线，并且从井底到机房不要设接头，直达机房，电缆的屏蔽网（包括铠装钢丝）上下两头分别可靠接地，特别是地面干线尽可能避免架空走线，必须走明线时要用钢绞线吊挂，钢绞线两端可靠接地。
2、有条件的话地面线路可以考虑采取埋地走线方案，穿入钢管作防护外皮埋入地下能取得良好防雷性能。
3、如果实在没有条件使用屏蔽电缆，把四芯电缆中的二根剩余芯线，在井上井下分别良好接地，也可有效吸收感应能量获得明显的保护作用。
4、传输线终端的井上下分别加装避雷器，不可以只安装地面，忽略井下！选用镇江中煤电子现在生产线路避雷器（已取得了煤安标志），可以得到很好的保护效果，千万不要拆掉避雷器运行系统！
5、避雷器的保险管被击断后，要换上相同容量的备用保险管，切不可以用大容量的代换，一般不要用大于500毫安的保险管，绝对不要用导线替代融丝！
6、信号传输线不要同动力电缆挂在同一侧邦上，更不要挂在同一个电缆钩子上，否则动力电缆发生瞬间短路的浪涌电流会在传输线上感应出数千伏电压，能量非常强大。
7、避雷器的接地线要良好接地，特别是安装在井下的避雷器尤其重要。
8、雷电大作时，特别在机房附近落雷时，建议关闭地面主计算机，然后拔下主机和接口的电源插头，接有局域网的也要拔下网线插头，这样可以有效的保护计算机不被雷电击毁，但不能保护井下设备，只停电不拔下插头，主机照样容易被雷击毁。
9、计算机外壳接地不能改善防雷性能，恰恰相反，机器外壳悬空能有效阻断放电通路，更有利于防雷。建议电脑插座中的保护接地不要连接大地（品字形插座中间的插孔），但要保证外置接口的外壳和电脑的外壳地连接在一起就可以（插在同一电源插座上，或用导线将二个插座的“保护地”连在一起），千万不可以只有一台接地而另一台外壳悬空（指通信接口和电脑的外壳）。
10、动力变压器装在地面的小型矿井，井下尽可能改用采区变压器供电，一方面改善安全环境，还能提高电源输送效率，如果没有条件使用采区变压器的矿井，井下监控仪器的电源进线侧必须加装“电源避雷器”防止雷电沿动力线打进仪器。（镇江中煤电子有电源避雷器产品供应）。
11、在没有采区变压器的小煤矿中，雷击往往是从地面380V电源引入的，线路避雷器对其没有任何防护作用，建议这样的矿井在分站电源前面加入小功率干式变压器隔离。
12、改用光纤信号传输，可以彻底杜绝线路雷击损坏（镇江中煤电子已有光纤传输接口，可以直接代换使用）。
根据历时4年多现场跟踪调查数据统计，地方小型煤矿遭雷击事故远远高于大型煤矿，用户反映十分强烈，经过本人深入细致调研发现，基层技术人员及管理者普遍存在许多认识误区，下面浅析一下小型煤矿现场存在的技术问题和管理缺陷，希望能得到广大专家和领导们的关注。
原因一是小型煤矿不合理的电网结构造成的。地方小型煤矿为了减少建设成本，绝大部分没有设采区变压器，380伏动力电源由地面直接引入井下，引入电缆的架空安装，将井下机电设备直接暴露在大气放电感应的威胁之下，它和大型矿井有采区变压器隔离的环境相比截然不同，大型矿井的6600伏隔爆变压器有良好的绝缘性能，还设有二氧化硅避雷器保护，雷电感应只作用于一次高压线上，二次很少能受到雷电打击。小型煤矿由于没有变压器隔离，雷电感应浪涌电压亟易从动力电源引入井下，多数击穿分站电源变压器。
原因二是地方小型煤矿对线路避雷器的作用存在误区，认为雷击只是从传输线路引入的，还有人误认为线路避雷器是万能的，甚至将其与建筑物上的避雷针等同起来，错误的认为只要地面安装一台避雷器，就可以确保全矿系统平安无事，由此许多煤矿只在地面安装了线路避雷器，井下线路没有安装，电源进线没有安装，结果一旦矿区遇有雷暴天气，地面计算机保护住了，井下分站甚至传感器遭到严重损坏。
原因三许多基层领导误认为只要设备接地线良好就是最好的防雷措施，施工中花费了大量财力和人力用以改善接地电阻，忽视了其他方面不安全的因素，实际上除了避雷器的地线要良好接地外，其他设备的接地均不能起到访雷击的作用，比如说地面计算机恰恰相反，它的外壳与大地连通反而会引来雷击。
原因四除了大气放电造成的强电磁干扰外，还有一种来自矿井内部动力电源故障浪涌电流造成的破坏， 后者的破坏力往往远高于雷电的损坏力，特别在动力电源设备发生击穿短路、电缆短路放炮、电缆弧光短路等情况时，动力电源的相间会发生严重的不平衡。
击穿点对地短路，造成很高的跨步电压（不同位置的两点大地电位差），能造成井下现场接地点与地面机房接地点很高的电位差。
信号传输线跨接在这个高电位差的两地之间，与仪器之间形成放电回路，能在很短的时间内烧焦电路板，并使其碳化击穿，会破坏整个网络。
用户往往在没有发生雷雨的季节也发生了击穿损坏，这就是动力电源浪涌造成的破坏。
就现场实际情况建议用户采取如下十二种措施， 可以有效的防治闪电雷击和动力电缆浪涌感应造成的损坏。
1、传输干线全部更换屏蔽线，井筒电缆钢用丝凯装线，并且从井底到机房不要设接头，直达机房，电缆的屏蔽网（包括铠装钢丝）上下两头分别可靠接地，特别是地面干线尽可能避免架空走线，必须走明线时要用钢绞线吊挂，钢绞线两端可靠接地。
2、有条件的话地面线路可以考虑采取埋地走线方案，穿入钢管作防护外皮埋入地下能取得良好防雷性能。
3、如果实在没有条件使用屏蔽电缆，把四芯电缆中的二根剩余芯线，在井上井下分别良好接地，也可有效吸收感应能量获得明显的保护作用。
4、传输线终端的井上下分别加装避雷器，不可以只安装地面，忽略井下！选用镇江中煤电子现在生产线路避雷器（已取得了煤安标志），可以得到很好的保护效果，千万不要拆掉避雷器运行系统！
5、避雷器的保险管被击断后，要换上相同容量的备用保险管，切不可以用大容量的代换，一般不要用大于500毫安的保险管，绝对不要用导线替代融丝！
6、信号传输线不要同动力电缆挂在同一侧邦上，更不要挂在同一个电缆钩子上，否则动力电缆发生瞬间短路的浪涌电流会在传输线上感应出数千伏电压，能量非常强大。
7、避雷器的接地线要良好接地，特别是安装在井下的避雷器尤其重要。
8、雷电大作时，特别在机房附近落雷时，建议关闭地面主计算机，然后拔下主机和接口的电源插头，接有局域网的也要拔下网线插头，这样可以有效的保护计算机不被雷电击毁，但不能保护井下设备，只停电不拔下插头，主机照样容易被雷击毁。
9、计算机外壳接地不能改善防雷性能，恰恰相反，机器外壳悬空能有效阻断放电通路，更有利于防雷。建议电脑插座中的保护接地不要连接大地（品字形插座中间的插孔），但要保证外置接口的外壳和电脑的外壳地连接在一起就可以（插在同一电源插座上，或用导线将二个插座的“保护地”连在一起），千万不可以只有一台接地而另一台外壳悬空（指通信接口和电脑的外壳）。
10、动力变压器装在地面的小型矿井，井下尽可能改用采区变压器供电，一方面改善安全环境，还能提高电源输送效率，如果没有条件使用采区变压器的矿井，井下监控仪器的电源进线侧必须加装“电源避雷器”防止雷电沿动力线打进仪器。（镇江中煤电子有电源避雷器产品供应）。
11、在没有采区变压器的小煤矿中，雷击往往是从地面380V电源引入的，线路避雷器对其没有任何防护作用，建议这样的矿井在分站电源前面加入小功率干式变压器隔离。
12、改用光纤信号传输，可以彻底杜绝线路雷击损坏（镇江中煤电子已有光纤传输接口，可以直接代换使用）。
