一、前言綜述

煤礦瓦斯抽放站是利用瓦斯抽放站設(shè)備將井下瓦斯氣體抽出地面，送入瓦斯放電站，利用瓦斯發(fā)電。剩余瓦斯氣體通過瓦斯放空管直接排放?！巴咚埂笔且环N有毒的混合氣體，主要含有甲烷和一氧化碳兩種氣體，常產(chǎn)生在礦井之中，如遇明火，即可燃燒，發(fā)生“瓦斯”爆炸，直接威脅著曠工的生命安全。瓦斯氣是很好的民用核工業(yè)燃料，近年來為了實(shí)現(xiàn)煤炭的安全生產(chǎn)，對(duì)礦井內(nèi)瓦斯氣體采取預(yù)抽采措施，一方面降低了瓦斯的危害，同時(shí)，還利用瓦斯進(jìn)行發(fā)電。

二、雷電的形成和危害

雷電是一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，其電壓可高達(dá)數(shù)百萬伏，瞬間電流更可高達(dá)數(shù)十萬安培。千百年來，雷電所造成的破壞可謂不計(jì)其數(shù)。落雷后在雷擊中心1.5-2Km半徑的范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)過電壓損害線路上的設(shè)備。雷電災(zāi)害如同暴雨、颶風(fēng)一樣都屬于氣象（自然）災(zāi)害，它與水、旱、刑事犯罪、交通事故統(tǒng)稱為影響社會(huì)安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的六大災(zāi)害。

一般而言，雷電災(zāi)害具有突發(fā)性、多樣性、復(fù)雜性、破壞性和選擇性等特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代化高新技術(shù)產(chǎn)品基礎(chǔ)---電子技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，雷電災(zāi)害跟蹤而至，還呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)：受災(zāi)面大大擴(kuò)展，特別容易侵入與高新技術(shù)最密切的領(lǐng)域，損失和危害程度大大增加。近年來，隨著大量的數(shù)據(jù)設(shè)備和精密儀器應(yīng)用的范圍日益廣泛，雷電損害造成的事故有逐年上升的趨勢(shì)。由于通訊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精密設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集中化，使設(shè)備耐受過電壓、過電流的能力下降，更易遭受雷電破壞。輕者可造成計(jì)算機(jī)終端盒通信設(shè)備的接口損壞，使通信中斷，大量信息丟失或無法傳輸；嚴(yán)重者使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)損壞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無法進(jìn)行。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)易遭受雷擊損壞的設(shè)備有：MODEM(調(diào)制解調(diào)器)、ROUTER（路由器）、SWITCH（交換機(jī)）、HUB、網(wǎng)卡、通信卡、UPS、計(jì)算機(jī)電源及主板。

工業(yè)化和科技的進(jìn)步使得各種高層建筑和特殊用途建筑如雨后春筍般的拔地而起，這也為雷電防護(hù)提出了大量新的問題?！办o電抵抗”、“電磁干擾”、“熱島效應(yīng)”等等的問題都有待進(jìn)一步去研究和結(jié)局。近十多年來圍繞這些問題人們進(jìn)行了不懈的努力，提出了許多新的防雷理論，研制出一大批新的防雷器件、設(shè)備和材料，開發(fā)出許多全新的雷電防護(hù)技術(shù)。我國(guó)于1994年頒布了新的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-1994，該規(guī)范參考了大量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原有的規(guī)范做了大量的修改，無論從指導(dǎo)思想、技術(shù)要求還是技術(shù)措施上講都處在國(guó)際領(lǐng)先地位，這也標(biāo)志著我們國(guó)家對(duì)雷害的重視。

三、雷電破壞途徑

1、直擊雷，在雷雨季節(jié)，雷暴活動(dòng)頻繁的區(qū)域內(nèi)，雷云直接通過人體，建筑物或設(shè)備等產(chǎn)生對(duì)地放電。這是各種雷電危害中最嚴(yán)重的。

2、感應(yīng)雷擊，從雷云密布到發(fā)生閃電放電的整個(gè)過程中，雷電活動(dòng)十分頻繁，主要表現(xiàn)為A、靜電感應(yīng)：在雷云來臨時(shí)，雷云低部分布著大量的負(fù)電荷，由這些負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)。B、電磁感應(yīng)：閃電電場(chǎng)在閃電通道周圍的空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)在附近的各類金屬導(dǎo)體上激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。

3、電磁脈沖輻射，閃電放電時(shí)，其電流是隨時(shí)間而非均勻變化的。閃電的電磁脈沖輻射通過空間以電磁波的形式耦合到對(duì)瞬態(tài)電磁脈沖極其敏感的現(xiàn)代電子設(shè)備，也造成設(shè)備故障或損壞設(shè)備。

4、地電位反擊，在雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)雷電閃擊到建筑物的接閃裝置上時(shí)，盡管接閃裝置的接地系統(tǒng)十分良好，其接地電阻也很小，但由于雷電流幅值大，波頭陡度高，雷電流流過時(shí)也會(huì)使接地引下線和接地裝置的電位驟升到上百千伏。如果建筑物的接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線間的絕緣距離未達(dá)到安全要求，則可能造成接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線之間放電，從而使這些金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線上引入反擊電流，造成人身和設(shè)備雷擊事故。

四、雷電的防護(hù)原理

1、直擊雷

一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器（避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線引下線）構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。按照滾球法計(jì)算被保護(hù)物應(yīng)在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)，接地沖擊電阻不大于10Ω。

2、感應(yīng)雷

感應(yīng)雷擊防護(hù)應(yīng)主要從線路防護(hù)考慮。機(jī)房電源進(jìn)線處應(yīng)加裝電源避雷器，機(jī)房信號(hào)進(jìn)線處應(yīng)加裝信號(hào)避雷器。計(jì)算機(jī)場(chǎng)地的安全保護(hù)接地應(yīng)不大于4Ω，交流工作接地應(yīng)不大于4Ω。直流工作接地如果設(shè)備有特殊要求，按設(shè)備的特殊要求接地，無特殊要求則參照交流工作接地的要求，應(yīng)不大于4Ω。

機(jī)房用電是由配電房集中供電實(shí)現(xiàn)的，既：由總配電房?jī)?nèi)配電柜分動(dòng)力、空調(diào)、照明等多條供電線路分別供至樓內(nèi)用電系統(tǒng)。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及語(yǔ)音、安全防范等系統(tǒng)設(shè)備供電線路防感應(yīng)雷保護(hù)也要整體考慮。

五、設(shè)計(jì)方案

1、瓦斯泵房（新建）防雷措施

一般瓦斯泵房為鋼架屋面，磚混結(jié)構(gòu)，為了提高其防雷可靠性，建議在屋面敷設(shè)避雷網(wǎng)格，網(wǎng)格采用6*10的網(wǎng)絡(luò)密度，屋脊、檐角處設(shè)置避雷短針；避雷網(wǎng)每隔12米設(shè)置引下線，將避雷網(wǎng)和金屬屋面與避雷帶良好焊接；每根引下線處設(shè)置一組接地裝置，每組接地裝置的接地電阻小于等于4姆，如土質(zhì)不好可采用降阻劑或降阻模塊。

2、瓦斯放空管防雷措施

預(yù)計(jì)瓦斯放空管的高度為10米，依據(jù)要求管帽上方垂直高度為5米，水平距離為5米，則瓦斯放空管需保護(hù)的高度為21 米，水平距離為5米，依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》避雷針滾球法保護(hù)范圍計(jì)算公式，取避雷針距離瓦斯放空管為6米，避雷針的高度應(yīng)為27米。

3、回風(fēng)井防雷措施

高度按照10m考慮，長(zhǎng)、寬各按照6米考慮?？紤]到瓦斯氣體的放散高度和水平距離，各取5米，避雷針的保護(hù)高度應(yīng)為25米，

防雷設(shè)計(jì)的避雷針距離被保護(hù)的建筑物和設(shè)施均較近，存在有雷電感應(yīng)和反擊造成電子設(shè)備損壞的可能性，特別是弱電設(shè)備應(yīng)采取必要的屏蔽、等電位和防雷電感應(yīng)措施?；谝陨峡紤]，為了提高整個(gè)瓦斯泵站區(qū)域的防雷安全系數(shù)，盡可能使雷電在該區(qū)域以外的空間提前泄放，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可在距離以上危險(xiǎn)區(qū)50米左右周圍設(shè)置較高避雷塔提前截收雷電。結(jié)合廠區(qū)實(shí)際情況，建議在瓦斯泵站和回風(fēng)井較空曠的地方設(shè)置30米高避雷塔，并在避雷塔上裝設(shè)提前放電避雷針。提前放電避雷針是一種先進(jìn)的防雷技術(shù)，尤其在區(qū)域防雷方面，它有著明顯的優(yōu)勢(shì)，它具備當(dāng)在進(jìn)入該區(qū)域的雷雨云達(dá)到閃電能量時(shí)提前發(fā)出上行閃電，攔截雷雨云上發(fā)出的雷電并安全導(dǎo)入地下，形成可以基本界定的保護(hù)范圍。

雷地網(wǎng)的制作方法：

4、接地裝置安裝

人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度大于0.8米，（凍土層除外）埋在土壤中的接地裝置，其連接應(yīng)采用焊接，并在焊接處作防腐處理。垂直接地體宜直接打入地網(wǎng)溝內(nèi)，其間距不宜小于其長(zhǎng)度的2 倍并均勻布置。垂直接地體坑內(nèi)、水平接地體溝內(nèi)宜用低電阻率土壤回填并分層夯實(shí)。在高土壤電阻率地區(qū)，宜采用換土法、降阻劑法或其它新技術(shù)、新材料降低接地裝置的接地電阻。

本方案制定的目的是考慮瓦斯發(fā)電廠實(shí)際環(huán)境因素和用戶實(shí)際需要而做出一套比較完整而易于操作的防雷設(shè)計(jì)及安裝技術(shù)的防雷方案，從而達(dá)到建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故。所有防雷接地裝置施工完工后，測(cè)試接地電阻值必須符合設(shè)計(jì)要求，隱蔽工程部分應(yīng)有檢查驗(yàn)收合格記錄。