黑龍江黑河多金屬礦防雷初步設(shè)計(jì)

【摘? 要】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，礦業(yè)生產(chǎn)加工自動(dòng)化水平日益提高，促進(jìn)了防雷應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。本文通過對(duì)黑龍江黑河多金屬礦防雷的初步設(shè)計(jì)思路的描述，總結(jié)了該項(xiàng)目防雷的主要區(qū)域、用途和所采取的相應(yīng)防雷措施，消除相應(yīng)區(qū)域雷電災(zāi)害，從而達(dá)到建設(shè)單位預(yù)期目的。

【關(guān)鍵詞】多金屬礦;防雷;初步設(shè)計(jì)

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(nèi)北部山區(qū)礦產(chǎn)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(zhuǎn)和地殼的不斷變化，使得金屬礦床中的金屬元素?cái)D壓位移碰撞帶電，此時(shí)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(xiàn)象，造成雷電災(zāi)害，還有可能產(chǎn)生破壞力更強(qiáng)的干雷暴而引起次生災(zāi)害。眾所周知，雷電是自然界中的一種大氣物理現(xiàn)象，雷電災(zāi)害是嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。雷電現(xiàn)象所造成的損害與社會(huì)不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)息息相關(guān)，雷電災(zāi)害的破壞范圍也隨之呈不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)，造成的經(jīng)濟(jì)損失亦明顯增多。該地區(qū)每年都會(huì)發(fā)生不同程度的雷電災(zāi)害，其中具代表性的有：一、三礦溝礦區(qū)自備火電兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組被雷電擊壞，造成全礦生產(chǎn)和生活區(qū)停電一個(gè)月的重大經(jīng)濟(jì)損失。二、三礦溝礦區(qū)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(chǎn)的重大經(jīng)濟(jì)損失。目前，三礦溝礦區(qū)因資源枯竭已經(jīng)停產(chǎn)，現(xiàn)在主要生產(chǎn)礦區(qū)位于多寶山鎮(zhèn)北部，生產(chǎn)工藝更先進(jìn)，設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)更優(yōu)化，一旦遭受雷擊造成的經(jīng)濟(jì)損失更加嚴(yán)重。

根據(jù)建設(shè)單位提供的技術(shù)資料和現(xiàn)場(chǎng)勘察的實(shí)際情況，首先對(duì)集團(tuán)所屬公司的生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)進(jìn)行防雷區(qū)域分類，然后按照防雷類別確定各區(qū)的防雷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)以做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

一、防雷類別劃分

依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第三章規(guī)定并結(jié)合總規(guī)劃圖中各種生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施的重要性、發(fā)生雷擊事故的可能性和后果以及附錄A計(jì)算出的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)綜合確定：

1.1貯存雷管及火炸藥的倉(cāng)庫(kù)是安全生產(chǎn)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(chǎn)車輛供應(yīng)燃料的站區(qū);貯存生產(chǎn)用硫酸的鑄鐵封閉罐區(qū);自用變電站;綜合選礦廠區(qū);成品生產(chǎn)廠區(qū)按要求劃為第二類防雷建筑物。

1.3露天采礦區(qū)、輔助生產(chǎn)廠房、辦公樓、宿舍樓、門衛(wèi)監(jiān)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(shè)計(jì)

2.1防直擊雷裝置初步設(shè)計(jì)

2.1.1第一類防雷建筑物雷管及火炸藥的倉(cāng)庫(kù)在距離生產(chǎn)區(qū)10公里外的獨(dú)立區(qū)域，在圍墻內(nèi)距倉(cāng)庫(kù)外墻6米處設(shè)置獨(dú)立避雷塔8座，依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱規(guī)范）附錄D滾球法公式計(jì)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(lián)結(jié)。接地裝置在避雷塔處采用垂直接地體和水平接地體的聯(lián)合接地體，每座塔的沖擊接地電阻應(yīng)小于10歐。所有塔的接地裝置之間圍繞倉(cāng)庫(kù)用水平接地線敷設(shè)成環(huán)形聯(lián)合接地網(wǎng)，接地電阻應(yīng)小于1歐。

2.1.2第二類防雷建筑物中的供應(yīng)燃料站區(qū)、硫酸罐區(qū)和自用變電站，在圍擋內(nèi)距圍擋2米處設(shè)置獨(dú)立避雷塔共計(jì)14座，其中供應(yīng)燃料站區(qū)3座、硫酸罐區(qū)8座、變電站3座。依據(jù)《規(guī)范》附錄D滾球法公式計(jì)算確定塔高為18米。引下線及環(huán)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(yīng)小于30歐。綜合選礦廠區(qū)和成品生產(chǎn)廠區(qū)的廠房屋頂沿突出部位和四周敷設(shè)φ12熱鍍鋅圓鋼避雷帶并在整個(gè)屋面組成不大于12×8米的網(wǎng)格。引下線采用φ12熱鍍鋅圓鋼均勻?qū)ΨQ暗敷在墻體柱內(nèi)平均間距為16米。利用廠房基礎(chǔ)和地梁內(nèi)外側(cè)兩根主鋼筋做接地裝置并在所有引下線的地梁外側(cè)下方位置焊接引出40×4mm熱鍍鋅扁鋼待實(shí)測(cè)聯(lián)合接地電阻達(dá)不到小于1歐要求時(shí)在此處補(bǔ)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(chǎn)廠房、辦公樓、宿舍樓、門衛(wèi)監(jiān)控房按2.1.2的方法設(shè)計(jì)避雷網(wǎng)、引下線和接地裝置即可，而屋面網(wǎng)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(qū)采用獨(dú)立避雷塔進(jìn)行保護(hù)，依據(jù)《規(guī)范》附錄D滾球法公式計(jì)算時(shí)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(yīng)初步設(shè)計(jì)

2.2.1雷管及火炸藥的倉(cāng)庫(kù)在室內(nèi)距地面高300mm處明敷30×3紫銅帶環(huán)繞一周做等電位連接帶，并在出入口前明顯處設(shè)置高1400mm靜電泄放裝置。

2.2.2供應(yīng)燃料站區(qū)的金屬儲(chǔ)罐、加注裝置、硫酸罐和變電站內(nèi)采用40×4mm熱鍍鋅扁鋼做2×2米網(wǎng)格將各種設(shè)備的基座可靠連接后與接地裝置連接，節(jié)點(diǎn)距離避雷塔基座大于5米。

2.2.3配電室、發(fā)電機(jī)房、綜合選礦廠控制室、成品生產(chǎn)廠控制室、辦公樓內(nèi)指揮調(diào)度中心及門衛(wèi)監(jiān)控房距地高300mm處明敷30×3紫銅帶環(huán)繞一周做等電位連接帶。所有設(shè)備金屬外殼就近與等電位帶聯(lián)結(jié)。

2.2.4在高壓控制柜內(nèi)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(shè)備配電柜處安裝SPD，通流量不小于40KA;在特別重要設(shè)備處加裝SPD，通流量不小于5KA。

2.2.5通信線路傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備主機(jī)與終端設(shè)備處加裝一只匹配的SPD，通流量不小于3KA。

三、接地裝置

根據(jù)本工程被保護(hù)區(qū)域分散的特點(diǎn)，接地裝置分別設(shè)置以下區(qū)域的聯(lián)合接地網(wǎng)：1、雷管及火炸藥的倉(cāng)庫(kù);2、供應(yīng)燃料站;3、硫酸罐區(qū);4、變電站;5、綜合選礦廠區(qū);6、成品生產(chǎn)廠區(qū);7、露天采礦區(qū);8、輔助生產(chǎn)廠房;9、辦公樓;10、宿舍樓;11、門衛(wèi)監(jiān)控房。將各區(qū)域內(nèi)重要電子設(shè)備的保護(hù)地、直流接地、交流接地等各種接地體進(jìn)行等電位連接，形成聯(lián)合接地網(wǎng)，雷擊時(shí)不發(fā)生雷電閃絡(luò)，從而更好地保護(hù)設(shè)備的安全，聯(lián)合接地網(wǎng)接地電阻要求不大于1歐。

此初步設(shè)計(jì)經(jīng)專家組會(huì)商一致認(rèn)為，能夠滿足建設(shè)單位雷電防護(hù)的需求，可以以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步細(xì)化最終形成施工圖設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》

作者簡(jiǎn)介：王明銳，（1972-），男，漢族，山東省掖縣人，本科學(xué)歷，工程師，從事應(yīng)用氣象專業(yè)研究工作。