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【關(guān)鍵詞】煤礦電子信息系統(tǒng)；防雷技術(shù)；應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展背景下，當(dāng)今自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在煤礦開(kāi)采領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于礦山地表、地下含有大量導(dǎo)電礦藏，提升了對(duì)雷電的吸引力，再加上電子信息系統(tǒng)中融合了大量高精度電子儀器，抗雷擊能力非常弱。一旦遭遇了雷擊事故，會(huì)直接造成精密電子儀表?yè)p壞，致使整個(gè)電子信息系統(tǒng)癱瘓，影響煤礦正常生產(chǎn)。這就需要加強(qiáng)上防雷技術(shù)的研究，對(duì)煤礦整個(gè)生產(chǎn)流程展開(kāi)防雷設(shè)計(jì)，從而降低雷擊率，為電子信息系統(tǒng)運(yùn)行提供安全保障。

1電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)簡(jiǎn)述

防雷接地技術(shù)采用了專業(yè)的電氣系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)，在設(shè)計(jì)防雷方案時(shí)，需要針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題提前提出解決方案。電子信息系統(tǒng)雖然是一個(gè)整體的系統(tǒng)平臺(tái)，但也要確保防雷設(shè)計(jì)的針對(duì)性。由于雷電襲擊帶有不穩(wěn)定性，任何一個(gè)可能被雷電影響的環(huán)節(jié)都要進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，通過(guò)相應(yīng)的優(yōu)化措施保障系統(tǒng)整體安全性。對(duì)于電子信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雷電會(huì)瞬間造成巨大傷害，所以在電子信息系統(tǒng)建設(shè)之初就要將做好防雷設(shè)計(jì)工作。當(dāng)今，接地防雷技術(shù)依然最主要的防雷方案，接地防雷是將雷電進(jìn)行均壓，并導(dǎo)向大地中。防雷接地裝置主要是將處于地點(diǎn)位的系統(tǒng)導(dǎo)線，與電氣設(shè)備接地體連接。接入流程為：避雷針引入導(dǎo)線→接地線→連接導(dǎo)入線→接地體系，最終將電流引入到大地。通常情況下，礦山產(chǎn)房建設(shè)中都會(huì)配備避雷針、防雷帶等設(shè)施，發(fā)生累積事故時(shí)，可以將廠房吸入的雷電引入到大地當(dāng)中。但是泄放雷電過(guò)程中會(huì)對(duì)廠房中電子信息系統(tǒng)產(chǎn)生感應(yīng)電流、電動(dòng)勢(shì)能，損壞信息系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備。所以，傳統(tǒng)避雷方案不能阻止雷電損壞電子信息系統(tǒng)，必須要單獨(dú)增加防雷設(shè)計(jì)。

2煤礦電子信息系統(tǒng)中防雷技術(shù)的應(yīng)用

2.1電源防雷

電源防雷主要是采用三級(jí)防雷體系，這樣即使電源受到雷擊也不會(huì)直接受到損壞，將雷電能量逐漸釋放。第一級(jí)防雷模塊安裝到電源總配電柜中，采用4個(gè)B級(jí)的防雷模塊，分別連接于A線、B線、C線、N線，每個(gè)線路都與防雷模塊連接。該方案可以提升雷電的泄放能力，并結(jié)合溫控?cái)嗦芳夹g(shù)，增設(shè)熱感熔斷器、過(guò)流斷路器，采用自動(dòng)卸載方案，在這些安全防護(hù)裝置在性能降低后會(huì)自動(dòng)脫扣卸載，通信接口會(huì)自動(dòng)將卸載信息傳輸?shù)斤@示終端中。第二級(jí)防雷模塊在網(wǎng)絡(luò)機(jī)房配電柜中安裝。第三級(jí)防雷模塊在單相電源進(jìn)線端位置安裝，該防雷層級(jí)主要是保護(hù)設(shè)備電源系統(tǒng)，與重要電氣設(shè)備電源連接。電源防雷的運(yùn)行機(jī)理為：一旦電子信息系統(tǒng)受到雷擊時(shí)，則電氣線路會(huì)感應(yīng)大氣中巨大的能量脈沖，防雷模塊在短時(shí)間內(nèi)即可將雷擊電流泄放到大地上，保證電子信息系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.2網(wǎng)絡(luò)防雷

網(wǎng)絡(luò)防雷適用于各種電子信息系統(tǒng)設(shè)備，包括路由器、交換機(jī)等敏感設(shè)備。避免因?yàn)槔讚暨^(guò)壓、電源干擾、靜電放電等造成的負(fù)面影響。電子信息系統(tǒng)的防雷接口通常是采用RJ11、RJ45接頭，采用多口集成形式。防雷器采用二級(jí)保護(hù)形式，通過(guò)發(fā)揮前后級(jí)耦合效用，從而更加理想的防雷效果。由于網(wǎng)線受到雷擊后會(huì)沿著線路兩端傳輸，而網(wǎng)絡(luò)防雷器可以調(diào)控雷擊電流傳播方向，因此不能只在網(wǎng)絡(luò)一端安裝，網(wǎng)絡(luò)線路兩端設(shè)備都要增設(shè)網(wǎng)絡(luò)防雷器，濱面電子信息設(shè)備被損害。

2.3信號(hào)防雷

信號(hào)防雷主要是應(yīng)用在測(cè)量、控制線路防護(hù)方面，避免電子信息系統(tǒng)信號(hào)因?yàn)楦唠妷骸㈦姶鸥蓴_、靜電放電造成損害。信號(hào)防雷具有的優(yōu)勢(shì)包括：安裝便捷、通流容量大、衰減小、殘壓低等。大體上，信號(hào)防雷可以劃分為模擬量信號(hào)防雷、視頻信號(hào)防雷。模擬量信號(hào)防雷主要是采用二級(jí)保護(hù)，第一級(jí)保護(hù)主要是為了泄放電流電壓；第二級(jí)保護(hù)用于鉗位。前后兩級(jí)通過(guò)性能耦合，從而實(shí)現(xiàn)防雷的作用，保證整體的防雷、泄放效果。由于煤礦電子信息系統(tǒng)中所需保護(hù)的模擬信號(hào)非常多，可以在系統(tǒng)PLC及柜當(dāng)中安裝多標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)防雷模塊，從而避免開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)控制器、檢測(cè)儀器的使用安全。視頻信號(hào)防雷采用了電涌組合形式，采用集成化設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中包括過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)，避免雷擊造成電源、控線的瞬間電位差對(duì)整個(gè)電子信息系統(tǒng)造成的沖擊，保障視頻交換機(jī)、攝像頭的安全。

2.4接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于煤礦接地來(lái)說(shuō)，需要對(duì)建筑物、供配電系統(tǒng)、設(shè)備儀器進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。對(duì)于電子信息化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是采用獨(dú)立接地系統(tǒng)，主要為等電位處理、接地網(wǎng)組合方案。

2.4.1等電位處理該方案就是將工作地、防雷保護(hù)接地、設(shè)備保護(hù)接地整合到一個(gè)接地系統(tǒng)中，這樣就會(huì)形成均壓電位體，整個(gè)系統(tǒng)連接的電氣設(shè)備電壓相同，可以保證電壓差的穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生感應(yīng)電流。將整個(gè)信息系統(tǒng)電器柜接地處理，將電纜屏蔽層接地處理，礦山金屬管道檢測(cè)儀表屏蔽接地相互連接，從而均衡電位差，確保雷擊條件下對(duì)連接設(shè)備的保護(hù)性能。

2.4.2接地網(wǎng)接地網(wǎng)主要是設(shè)計(jì)在中央控制室建筑旁，接地網(wǎng)建設(shè)規(guī)格為長(zhǎng)和寬500mm、深度為800mm。熱鍍鋅角鋼作為垂直接地體、熱鍍鋅扁鋼作為水平接地體，二者之間應(yīng)用雙面焊接技術(shù)，為了提升角鋼的使用壽命，還要在焊接位置涂抹瀝青防腐。在接地網(wǎng)安裝完成之后，采用接地電阻檢測(cè)儀檢測(cè)接地電阻數(shù)值，測(cè)量當(dāng)中要將接地線路和保護(hù)設(shè)備斷開(kāi)，這樣才能夠提升檢測(cè)精度，測(cè)量精度不得超過(guò)4Ω。如果超過(guò)了4Ω，為了能夠達(dá)到接地要求，需要采用減阻的方案降低接地電阻，可以采用降阻劑或者增加接地網(wǎng)面積。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠保障電子信息系統(tǒng)安全運(yùn)行，需要采用電子信息系統(tǒng)全過(guò)程防雷設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)的抗雷擊性能和穩(wěn)定性。通過(guò)采用接地防雷、信號(hào)防雷電源防雷、網(wǎng)絡(luò)防雷等方法，避免電子信息系統(tǒng)免受雷擊影響，提升煤礦生產(chǎn)安全水平。

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作者：董華 單位：蒲縣應(yīng)急管理局