黑龙江黑河多金属矿防雷初步设计

【摘  要】随着现代科学技术的进步，矿业生产加工自动化水平日益提高，促进了防雷应用技术的发展。本文通过对黑龙江黑河多金属矿防雷的初步设计思路的描述，总结了该项目防雷的主要区域、用途和所采取的相应防雷措施，消除相应区域雷电灾害，从而达到建设单位预期目的。

【关键词】多金属矿;防雷;初步设计

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

黑龙江省黑河市境内北部山区矿产资源非常丰富，其中以铜、金、银、铁等金属元素的多金属矿床为主。这些多金属矿床中的金属元素都是以共生或伴生的形式存在的。随着地球的自转和地壳的不断变化，使得金属矿床中的金属元素挤压位移碰撞带电，此时如果遇到大气中的带电积云非常容易形成云地之间的放电现象，造成雷电灾害，还有可能产生破坏力更强的干雷暴而引起次生灾害。众所周知，雷电是自然界中的一种大气物理现象，雷电灾害是严重的自然灾害之一。雷电现象所造成的损害与社会不断发展的经济活动息息相关，雷电灾害的破坏范围也随之呈不断扩大的趋势，造成的经济损失亦明显增多。该地区每年都会发生不同程度的雷电灾害，其中具代表性的有：一、三矿沟矿区自备火电两台发电机组被雷电击坏，造成全矿生产和生活区停电一个月的重大经济损失。二、三矿沟矿区引自嫩江上游埋在地下的主供水管线遭到雷击破坏造成停产的重大经济损失。目前，三矿沟矿区因资源枯竭已经停产，现在主要生产矿区位于多宝山镇北部，生产工艺更先进，设备自动化控制系统更优化，一旦遭受雷击造成的经济损失更加严重。

根据建设单位提供的技术资料和现场勘察的实际情况，首先对集团所属公司的生产区和生活区进行防雷区域分类，然后按照防雷类别确定各区的防雷标准进行设计以做到安全可靠、技术先进、经济合理。

一、防雷类别划分

依据《建筑物防雷设计规范》第三章规定并结合总规划图中各种生产设备设施的重要性、发生雷击事故的可能性和后果以及附录A计算出的年预计雷击次数综合确定：

1.1贮存雷管及火炸药的仓库是安全生产的要害部门，按要求划为第一类防雷建筑物。

1.2贮存为生产车辆供应燃料的站区;贮存生产用硫酸的铸铁封闭罐区;自用变电站;综合选矿厂区;成品生产厂区按要求划为第二类防雷建筑物。

1.3露天采矿区、辅助生产厂房、办公楼、宿舍楼、门卫监控房等一般性建筑按要求划为第三类防雷建筑物。

二、防雷初步设计

2.1防直击雷装置初步设计

2.1.1第一类防雷建筑物雷管及火炸药的仓库在距离生产区10公里外的独立区域，在围墙内距仓库外墙6米处设置独立避雷塔8座，依据《建筑物防雷设计规范》（以下简称规范）附录D滚球法公式计算确定塔高为22米。利用避雷塔金属塔身作为引下线与接地装置联结。接地装置在避雷塔处采用垂直接地体和水平接地体的联合接地体，每座塔的冲击接地电阻应小于10欧。所有塔的接地装置之间围绕仓库用水平接地线敷设成环形联合接地网，接地电阻应小于1欧。

2.1.2第二类防雷建筑物中的供应燃料站区、硫酸罐区和自用变电站，在围挡内距围挡2米处设置独立避雷塔共计14座，其中供应燃料站区3座、硫酸罐区8座、变电站3座。依据《规范》附录D滚球法公式计算确定塔高为18米。引下线及环形接地体的方案与2.1.1部分相同，每座塔的冲击接地电阻应小于30欧。综合选矿厂区和成品生产厂区的厂房屋顶沿突出部位和四周敷设φ12热镀锌圆钢避雷带并在整个屋面组成不大于12×8米的网格。引下线采用φ12热镀锌圆钢均匀对称暗敷在墙体柱内平均间距为16米。利用厂房基础和地梁内外侧两根主钢筋做接地装置并在所有引下线的地梁外侧下方位置焊接引出40×4mm热镀锌扁钢待实测联合接地电阻达不到小于1欧要求时在此处补打人工接地体，若符合要求则深埋。

2.1.3第三类防雷建筑物中辅助生产厂房、办公楼、宿舍楼、门卫监控房按2.1.2的方法设计避雷网、引下线和接地装置即可，而屋面网格为不大于24×16米，引下线间的平均间距为22米。露天采矿区采用独立避雷塔进行保护，依据《规范》附录D滚球法公式计算时滚球半径取100米确定塔高15米。

2.2防雷击电磁脉冲及静电感应初步设计

2.2.1雷管及火炸药的仓库在室内距地面高300mm处明敷30×3紫铜带环绕一周做等电位连接带，并在出入口前明显处设置高1400mm静电泄放装置。

2.2.2供应燃料站区的金属储罐、加注装置、硫酸罐和变电站内采用40×4mm热镀锌扁钢做2×2米网格将各种设备的基座可靠连接后与接地装置连接，节点距离避雷塔基座大于5米。

2.2.3配电室、发电机房、综合选矿厂控制室、成品生产厂控制室、办公楼内指挥调度中心及门卫监控房距地高300mm处明敷30×3紫铜带环绕一周做等电位连接带。所有设备金属外壳就近与等电位带联结。

2.2.4在高压控制柜内分别加装10KV阀式避雷器。在低压配电柜各输出端处安装SPD，通流量不小于60KA;在各设备配电柜处安装SPD，通流量不小于40KA;在特别重要设备处加装SPD，通流量不小于5KA。

2.2.5通信线路传输网络系统的设备主机与終端设备处加装一只匹配的SPD，通流量不小于3KA。

三、接地装置

根据本工程被保护区域分散的特点，接地装置分别设置以下区域的联合接地网：1、雷管及火炸药的仓库;2、供应燃料站;3、硫酸罐区;4、变电站;5、综合选矿厂区;6、成品生产厂区;7、露天采矿区;8、辅助生产厂房;9、办公楼;10、宿舍楼;11、门卫监控房。将各区域内重要电子设备的保护地、直流接地、交流接地等各种接地体进行等电位连接，形成联合接地网，雷击时不发生雷电闪络，从而更好地保护设备的安全，联合接地网接地电阻要求不大于1欧。

此初步设计经专家组会商一致认为，能够满足建设单位雷电防护的需求，可以以此为基础进一步细化最终形成施工图设计。

参考文献：

[1]《建筑物防雷设计规范》

[2]《3-110kv高压配电装置设计规范》

[3]《低压配电设计规范》

[4]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

作者简介：王明锐，（1972-），男，汉族，山东省掖县人，本科学历，工程师，从事应用气象专业研究工作。