黑龍江黑河多金屬礦防雷初步設計

【摘? 要】隨著現代科學技術的進步，礦業生產加工自動化水平日益提高，促進了防雷應用技術的發展。本文通過對黑龍江黑河多金屬礦防雷的初步設計思路的描述，總結了該項目防雷的主要區域、用途和所采取的相應防雷措施，消除相應區域雷電災害，從而達到建設單位預期目的。

【關鍵詞】多金屬礦;防雷;初步設計

Abstract： The development of lightning protection technology is promoted on mining production and processing automation level increasing day by day with the progress of modern science and technology. This article provides the preliminary design description of lightning protection of HeiLongJiang HeiHe polymetallic mines， summarizes the main areas of lightning protection of the project， utilities and lightning protection measures are taken to eliminate the corresponding regional lightning disasters， so as to achieve the expecting aim of the construction unit.

Key Words： polymetallic? mines， lightning protection， preliminary design

黑龍江省黑河市境內北部山區礦產資源非常豐富，其中以銅、金、銀、鐵等金屬元素的多金屬礦床為主。這些多金屬礦床中的金屬元素都是以共生或伴生的形式存在的。隨著地球的自轉和地殼的不斷變化，使得金屬礦床中的金屬元素擠壓位移碰撞帶電，此時如果遇到大氣中的帶電積云非常容易形成云地之間的放電現象，造成雷電災害，還有可能產生破壞力更強的干雷暴而引起次生災害。眾所周知，雷電是自然界中的一種大氣物理現象，雷電災害是嚴重的自然災害之一。雷電現象所造成的損害與社會不斷發展的經濟活動息息相關，雷電災害的破壞范圍也隨之呈不斷擴大的趨勢，造成的經濟損失亦明顯增多。該地區每年都會發生不同程度的雷電災害，其中具代表性的有：一、三礦溝礦區自備火電兩臺發電機組被雷電擊壞，造成全礦生產和生活區停電一個月的重大經濟損失。二、三礦溝礦區引自嫩江上游埋在地下的主供水管線遭到雷擊破壞造成停產的重大經濟損失。目前，三礦溝礦區因資源枯竭已經停產，現在主要生產礦區位于多寶山鎮北部，生產工藝更先進，設備自動化控制系統更優化，一旦遭受雷擊造成的經濟損失更加嚴重。

根據建設單位提供的技術資料和現場勘察的實際情況，首先對集團所屬公司的生產區和生活區進行防雷區域分類，然后按照防雷類別確定各區的防雷標準進行設計以做到安全可靠、技術先進、經濟合理。

一、防雷類別劃分

依據《建筑物防雷設計規范》第三章規定并結合總規劃圖中各種生產設備設施的重要性、發生雷擊事故的可能性和后果以及附錄A計算出的年預計雷擊次數綜合確定：

1.1貯存雷管及火炸藥的倉庫是安全生產的要害部門，按要求劃為第一類防雷建筑物。

1.2貯存為生產車輛供應燃料的站區;貯存生產用硫酸的鑄鐵封閉罐區;自用變電站;綜合選礦廠區;成品生產廠區按要求劃為第二類防雷建筑物。

1.3露天采礦區、輔助生產廠房、辦公樓、宿舍樓、門衛監控房等一般性建筑按要求劃為第三類防雷建筑物。

二、防雷初步設計

2.1防直擊雷裝置初步設計

2.1.1第一類防雷建筑物雷管及火炸藥的倉庫在距離生產區10公里外的獨立區域，在圍墻內距倉庫外墻6米處設置獨立避雷塔8座，依據《建筑物防雷設計規范》（以下簡稱規范）附錄D滾球法公式計算確定塔高為22米。利用避雷塔金屬塔身作為引下線與接地裝置聯結。接地裝置在避雷塔處采用垂直接地體和水平接地體的聯合接地體，每座塔的沖擊接地電阻應小于10歐。所有塔的接地裝置之間圍繞倉庫用水平接地線敷設成環形聯合接地網，接地電阻應小于1歐。

2.1.2第二類防雷建筑物中的供應燃料站區、硫酸罐區和自用變電站，在圍擋內距圍擋2米處設置獨立避雷塔共計14座，其中供應燃料站區3座、硫酸罐區8座、變電站3座。依據《規范》附錄D滾球法公式計算確定塔高為18米。引下線及環形接地體的方案與2.1.1部分相同，每座塔的沖擊接地電阻應小于30歐。綜合選礦廠區和成品生產廠區的廠房屋頂沿突出部位和四周敷設φ12熱鍍鋅圓鋼避雷帶并在整個屋面組成不大于12×8米的網格。引下線采用φ12熱鍍鋅圓鋼均勻對稱暗敷在墻體柱內平均間距為16米。利用廠房基礎和地梁內外側兩根主鋼筋做接地裝置并在所有引下線的地梁外側下方位置焊接引出40×4mm熱鍍鋅扁鋼待實測聯合接地電阻達不到小于1歐要求時在此處補打人工接地體，若符合要求則深埋。

2.1.3第三類防雷建筑物中輔助生產廠房、辦公樓、宿舍樓、門衛監控房按2.1.2的方法設計避雷網、引下線和接地裝置即可，而屋面網格為不大于24×16米，引下線間的平均間距為22米。露天采礦區采用獨立避雷塔進行保護，依據《規范》附錄D滾球法公式計算時滾球半徑取100米確定塔高15米。

2.2防雷擊電磁脈沖及靜電感應初步設計

2.2.1雷管及火炸藥的倉庫在室內距地面高300mm處明敷30×3紫銅帶環繞一周做等電位連接帶，并在出入口前明顯處設置高1400mm靜電泄放裝置。

2.2.2供應燃料站區的金屬儲罐、加注裝置、硫酸罐和變電站內采用40×4mm熱鍍鋅扁鋼做2×2米網格將各種設備的基座可靠連接后與接地裝置連接，節點距離避雷塔基座大于5米。

2.2.3配電室、發電機房、綜合選礦廠控制室、成品生產廠控制室、辦公樓內指揮調度中心及門衛監控房距地高300mm處明敷30×3紫銅帶環繞一周做等電位連接帶。所有設備金屬外殼就近與等電位帶聯結。

2.2.4在高壓控制柜內分別加裝10KV閥式避雷器。在低壓配電柜各輸出端處安裝SPD，通流量不小于60KA;在各設備配電柜處安裝SPD，通流量不小于40KA;在特別重要設備處加裝SPD，通流量不小于5KA。

2.2.5通信線路傳輸網絡系統的設備主機與終端設備處加裝一只匹配的SPD，通流量不小于3KA。

三、接地裝置

根據本工程被保護區域分散的特點，接地裝置分別設置以下區域的聯合接地網：1、雷管及火炸藥的倉庫;2、供應燃料站;3、硫酸罐區;4、變電站;5、綜合選礦廠區;6、成品生產廠區;7、露天采礦區;8、輔助生產廠房;9、辦公樓;10、宿舍樓;11、門衛監控房。將各區域內重要電子設備的保護地、直流接地、交流接地等各種接地體進行等電位連接，形成聯合接地網，雷擊時不發生雷電閃絡，從而更好地保護設備的安全，聯合接地網接地電阻要求不大于1歐。

此初步設計經專家組會商一致認為，能夠滿足建設單位雷電防護的需求，可以以此為基礎進一步細化最終形成施工圖設計。

參考文獻：

[1]《建筑物防雷設計規范》

[2]《3-110kv高壓配電裝置設計規范》

[3]《低壓配電設計規范》

[4]《建筑物電子信息系統防雷技術規范》

作者簡介：王明銳，（1972-），男，漢族，山東省掖縣人，本科學歷，工程師，從事應用氣象專業研究工作。