礦井主提升機(jī)安全運(yùn)行-防雷

—礦井主提升機(jī)安全運(yùn)行——防雷一、雷電雷電是一種自然放電現(xiàn)象。雷擊是自然災(zāi)害，不僅會(huì)造成裝備、房屋設(shè)備的損壞，而且可能引起火災(zāi)、爆炸，甚至還可能損害人、畜等。1．雷電的種類(lèi)雷電的主要放電形式有四種：即云中閃電、云際閃電、云空閃電和云地閃電。其中云地閃電對(duì)人類(lèi)危險(xiǎn)最大。從雷電危害的角度分，有直擊雷（云地閃電）感應(yīng)雷、雷電侵入波和球形雷等幾種雷電現(xiàn)象。直擊雷是指天空中帶電云團(tuán)與大地之間的放電現(xiàn)象。約占全球每年雷電的1／5～1／6，放電電流可達(dá)200kA以上，并且有1Mv以上的高電壓，因此危害性最大。感應(yīng)雷也稱(chēng)作雷電感應(yīng)，分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面時(shí)在架空線路或其他凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的；電磁感應(yīng)是由于雷擊后，巨大的雷電流在四周空間產(chǎn)生快速改變的強(qiáng)磁場(chǎng)所引起的。這種強(qiáng)磁場(chǎng)能在其附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓。雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路或空中管道產(chǎn)生沖擊電壓，并以極快的速度沿線路或管道的兩個(gè)方向傳播的雷電波。球形雷是一種雷電時(shí)形成的發(fā)紅光或白光的火球。在雷雨季節(jié)，球形雷有時(shí)可能從門(mén)窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)。2．雷電的破壞作用雷電的破壞力很強(qiáng)，主要可分為三大類(lèi)：（1）電性質(zhì)的破壞作用：幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)伏的沖擊電壓可擊穿或毀壞各種電氣裝備和設(shè)備，引起火災(zāi)和爆炸事故，并可導(dǎo)致接觸電壓或跨步電壓的觸電事故。（2）熱性質(zhì)的破壞作用：巨大的雷電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換成大量的熱能，造成火災(zāi)或爆炸。（3）機(jī)械性質(zhì)的破壞作用；巨大的雷電流通過(guò)被擊物時(shí)，在被擊物縫隙中的氣體猛烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發(fā)為大量氣體，致使被擊物受到破壞或爆炸。此外，由于同性電荷之間的靜電斥力，同方向電流或電流拐彎處的電磁推力也有很強(qiáng)的破壞作用。二、防雷措施1．防雷裝置避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器都是常常采納的防雷裝置。一套完好的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網(wǎng)、帶都只是接閃器，而避雷器是一種特地的防雷裝置。（1）接閃器避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器，建筑物的金屬屋面可作為第一類(lèi)工業(yè)建筑物以外其他各類(lèi)建筑物的接閃器。這些接閃器都是利用其高出被愛(ài)護(hù)物的突出地位，把雷電引向自身，然后通過(guò)引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，以此愛(ài)護(hù)被愛(ài)護(hù)物免受雷擊。①接閃器愛(ài)護(hù)范圍。接閃器的愛(ài)護(hù)范圍可依據(jù)模擬試驗(yàn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。由于雷電放電途徑受許多因素的影響，要想保證被愛(ài)護(hù)物肯定不遭受雷擊是很困難的，一般只要求愛(ài)護(hù)范圍內(nèi)被擊中的概率在0.1%以下即可。接閃器的愛(ài)護(hù)范圍現(xiàn)有兩種計(jì)算方法：對(duì)于建筑物閃器的愛(ài)護(hù)范圍按滾球法計(jì)算；對(duì)于電力裝置，接閃器的愛(ài)護(hù)范圍按折線法計(jì)算。②接閃器材料。接閃器所用材料應(yīng)能滿(mǎn)意機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕的要求，還應(yīng)有充足的熱穩(wěn)定性，以能承受雷電流的熱破壞作用。避雷針一般用鍍鑄圓鋼或鋼管制成。避雷網(wǎng)和避雷帶用鍍鑄圓鋼或扁鋼制成。避雷線一般采納截面積不小于35mm2的鍍鑄鋼絞線。用金屬屋面作接閃器時(shí)，金屬板之間的搭接長(zhǎng)度不得小于XXXmm。金屬板下方無(wú)易燃物品時(shí)，其厚度不應(yīng)小于0.5mm；金屬板下方有易燃物品時(shí)，為了防止雷擊穿孔，所用鐵板、銅板、鋁板厚度分別不得小于4mm、5mm和7mm。全部金屬板不得有絕緣層。接閃器焊接處應(yīng)涂防腐漆，其截面銹蝕30%以上時(shí)應(yīng)予更換。接閃器使整個(gè)地面電場(chǎng)發(fā)生畸變，但其頂端附近電場(chǎng)局部的不勻稱(chēng)，由于范圍很小，而對(duì)于從帶電積云向地面發(fā)展的先導(dǎo)放電沒(méi)有影響。因此，作為接閃器的避雷針端部尖不尖、分叉不分叉，對(duì)其愛(ài)護(hù)效能根本上沒(méi)有影響。接閃器涂漆可以防止生銹，對(duì)其愛(ài)護(hù)作用也沒(méi)有影響。（2）避雷器避雷器并聯(lián)在被愛(ài)護(hù)裝備或設(shè)備上，正常時(shí)處在不通的狀態(tài)。顯現(xiàn)雷擊過(guò)電壓時(shí)，擊穿放電，切斷過(guò)電壓，發(fā)揮愛(ài)護(hù)作用。過(guò)電壓終止后，避雷器快速恢復(fù)不通狀態(tài)，恢復(fù)正常工作。避雷器主要用來(lái)愛(ài)護(hù)電力裝備和電力線路，也用作防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。避雷器有愛(ài)護(hù)間隙、管型避雷器和閥型避雷器之分，應(yīng)用最多的是閥型避雷器。閥型避雷器主要由瓷套、火花間隙和非線性電阻組成。瓷套是絕緣的，起支撐和密封作用。火花間隙是由多個(gè)間隙串聯(lián)而成的。每個(gè)火花間隙由兩個(gè)黃銅電極和一個(gè)云母墊圈組成。云母墊圈的厚度為0.5～1mm。由于電極間距離很小，其間電場(chǎng)比擬勻稱(chēng)，間隙伏-秒特性較平，愛(ài)護(hù)性能較好。非線性電阻又稱(chēng)電阻閥片。電阻閥片是直徑為55～XXXmm的餅形元件，由砂（SiC）顆粒燒結(jié)而成。非線性電阻的電阻值不是一個(gè)常數(shù)，而是隨電流的改變而改變的：電流大時(shí)阻值很小，電流小時(shí)阻值很大。在避雷器火花間隙上串聯(lián)了非線性電阻之后，能遏止振蕩，防止截波，又能限制殘壓不致過(guò)高。還有一點(diǎn)必需留意到，雖然雷電流通過(guò)非線性電阻只遇到很小的電阻，而跟隨而來(lái)的工頻續(xù)流比雷電流小得多，會(huì)遇到很大的電阻，這為火花間隙切斷續(xù)流制造了良好的條件。這就是說(shuō)，非線性電阻和間隙的作用類(lèi)似一個(gè)閥門(mén)的作用：對(duì)于雷電流，閥門(mén)打開(kāi)，使泄入地下；對(duì)于工頻電流，閥門(mén)關(guān)閉，快速切斷之。其“閥型”之名就是由此而來(lái)的?；鸹ㄩg隙相當(dāng)于多個(gè)串聯(lián)的大小相等的電容。由于各電極對(duì)地電容和高壓部分電容不同，而且還受外界條件的影響，使得電壓在各間隙上的分布是不勻稱(chēng)的，使避雷器的性能受到影響。為此，可將火花間隙分成若干組，每組火花間隙上并聯(lián)恰當(dāng)?shù)木鶋弘娮?。假如均壓電阻值比間隙電容的容抗值小得多，則間隙上電壓的分配確定于均壓電阻的大小，可做到大體上是勻稱(chēng)的。電站用FZ10型閥型避雷器就是這種避雷器。壓敏閥型避雷器是一種新型的閥型避雷器，這種避雷器沒(méi)有火花間隙，只有壓敏電阻閥片。壓敏電阻閥片是由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結(jié)制成的多晶半導(dǎo)體陶瓷元件，具有極好的非線性伏安特性，其非線性系數(shù)α=0.05，已接近理想的閥體。在工頻電壓的作用下，電阻閥片呈現(xiàn)極大的電阻，使工頻電流極小，以致無(wú)須火花間隙即可恢復(fù)正常狀態(tài)。壓敏電阻的通流力量很強(qiáng)，因此，壓敏避雷器體積很小。壓敏避雷器適用于高、低壓電氣裝備的防雷愛(ài)護(hù)。（3）引下線防雷裝置的引下線應(yīng)滿(mǎn)意機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。引下線一般采納圓鋼或扁鋼，其尺寸和防腐蝕要求與避雷網(wǎng)、避雷帶相同。用鋼絞線作引下線，其截面積不得小于25mm2。用有色金屬導(dǎo)線做引下線時(shí)，應(yīng)采納截面積不小于16mm2的銅導(dǎo)線。引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)，并應(yīng)防止彎曲，經(jīng)最短途徑接地。建筑藝術(shù)要求高者可以暗敷設(shè)，但截面積應(yīng)加大一級(jí)。建筑物的金屬構(gòu)件（如消防梯等）可用作引下線，但全部金屬構(gòu)件之間均應(yīng)連成電氣通路，并且聯(lián)結(jié)牢靠。采納多條引下線時(shí)，為了便于接地電阻和檢查引下線、接地線的聯(lián)結(jié)情況，宜在各引下線距地面高約1.8m處設(shè)斷接卡。采納多條引下線時(shí)，第一類(lèi)和第二類(lèi)防雷建筑物至少應(yīng)有兩條引下線，其間距離分別不得大于12m和18m；第三類(lèi)防雷建筑物周長(zhǎng)超過(guò)25m或高度超過(guò)40m時(shí)，也應(yīng)有兩條引下線，其間距離不得大于25m。在易受機(jī)械損傷的地方，地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下線應(yīng)加竹管、角鋼或鋼管愛(ài)護(hù)。采納角鋼或鋼管愛(ài)護(hù)時(shí)，應(yīng)與引下線聯(lián)結(jié)起來(lái)，以減小通過(guò)雷電流時(shí)的電抗。引下線截面銹蝕30%以上者應(yīng)予以更換。（4）防雷接地裝置接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地泄放雷電流，限制防雷裝置對(duì)地電壓不致過(guò)高。除獨(dú)立避雷針外，在接地電阻滿(mǎn)意要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。①防雷接地裝置材料。防雷接地裝置所用材料應(yīng)大于一般接地裝置的材料。防雷接地裝置應(yīng)作熱穩(wěn)定校驗(yàn)。②接地電阻值。防雷接地電阻一般指沖擊接地電阻，接地電阻值視防雷種類(lèi)和建筑物類(lèi)別而定。獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻一般不應(yīng)大于XXX；附設(shè)接閃器每一引下線的沖擊接地電阻一般也不應(yīng)大于10Ω；但對(duì)于不太重要的第三類(lèi)建筑物可放寬至30Ω。防感應(yīng)雷裝置的工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。防雷電侵入波的接地電阻，視其類(lèi)別和防雷級(jí)別，沖擊接地電阻不應(yīng)大于5～30Ω，其中，閥型避雷器的接地電阻不應(yīng)大于5～10Ω。沖擊接地電阻一般不等于工頻接地電阻。這是由于極大的雷電流自接地體流入土壤時(shí)，接地體附近形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，擊穿土壤并產(chǎn)生火花，相當(dāng)于增大了接地體的泄放電流面積，減小了接地電阻。同時(shí)，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，土壤電阻率有所降低，也使接地電阻有減小的趨勢(shì)。另一方面，由于雷電流陡度很大，有高頻特征，使引下線和接地體本身的電抗增大；如接地體較長(zhǎng)，其后部泄放電流還將受到影響，使接地電阻有增大的趨勢(shì)。一般情況下，前一方面影響較大，后一方面影響較小，即沖擊接地電阻一般都小于工頻接地電阻。土壤電阻率越高，雷電流越大，以及接地體和接地線越短，則沖擊接地電阻減小越多。③跨步電壓的抑制。為了防止跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝置距建筑物和構(gòu)筑物出入口和人行橫道的距離不應(yīng)小于3m。當(dāng)小于3m時(shí)，應(yīng)實(shí)行以下措施之一：水平接地體局部深埋1m以上；水平接地體局部包以絕緣物（例如，包以厚50～8Ocm的瀝青層）；鋪設(shè)寬度超出接地體2m、厚50～8Ocm的瀝青路面；埋設(shè)帽檐式或其他型式的均壓條。（5）消雷裝置消雷裝置由頂部的電離裝置、地下的電荷搜集裝置和中間的聯(lián)結(jié)線組成。消雷裝置與傳統(tǒng)避雷針的防雷原理完全不同。后者是利用其突出的位置，把雷電吸向自身，將雷電流泄入大地，以愛(ài)護(hù)其愛(ài)護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備免遭雷擊。而消雷裝置是設(shè)法在高空產(chǎn)生大量的正離子和負(fù)離子，與帶電積云之間形成離子流，緩慢地中和積云電荷，并使帶電積云受到屏蔽，消退落雷條件。除常見(jiàn)的感應(yīng)式消雷裝置外，還有利用半導(dǎo)體材料，或利用放射性元素的消雷裝置。地電荷搜集裝置（接地裝置）宜采納水平延長(zhǎng)式接地裝置，以利于搜集電荷。2．防雷技術(shù)應(yīng)當(dāng)依據(jù)建筑物和構(gòu)筑物、電力裝備以及其他愛(ài)護(hù)對(duì)象的類(lèi)別和特征，分別對(duì)直擊雷、雷電感應(yīng)、雷電侵入波等實(shí)行恰當(dāng)?shù)姆览状胧?．人身防雷雷暴時(shí)，由于帶電積云直接對(duì)人體放電，雷電流入地產(chǎn)生對(duì)地電壓，以及二次放電等都可能對(duì)人造成致命的電擊。因此，應(yīng)留意必要的人身防雷安全要求。雷暴時(shí)，非工作必需，應(yīng)盡量削減在戶(hù)外或野外逗留；在戶(hù)外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣。如有條件，可進(jìn)入有寬大金屬構(gòu)架或有防雷設(shè)備的建筑物、汽車(chē)或船只；如依靠建筑屏蔽的街道或高大樹(shù)術(shù)屏蔽的街道躲避，要留意離開(kāi)墻壁或樹(shù)干8m以外。雷暴時(shí)，應(yīng)盡量離開(kāi)小山、小丘、隆起的小道，離開(kāi)海濱、湖濱、河邊、池塘旁，避開(kāi)鐵絲網(wǎng)、金屬曬衣繩以及旗桿、煙囪、寶塔、孤獨(dú)的樹(shù)木附近，還應(yīng)盡量離開(kāi)沒(méi)有防雷愛(ài)護(hù)的小建筑物或其他設(shè)備。雷暴時(shí)，在戶(hù)內(nèi)應(yīng)留意防止雷電侵入波的危