楊恩麗　李和平

摘 要：結(jié)合廣西壯族自治區(qū)昭平縣金礦防雷工作的現(xiàn)狀，研究、探討了金礦防雷設(shè)計(jì)，以確保金礦的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)，同時(shí)，也為其他礦區(qū)的防雷工作提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：金礦；雷電災(zāi)害；防雷設(shè)計(jì)；安全生產(chǎn)

中圖分類號：TD79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.118

廣西壯族自治區(qū)昭平縣蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，是廣西最大的“黃金寶地”之一。但是，金屬礦山地下埋有大量的導(dǎo)電礦藏，地表也存放了一定數(shù)量的礦石和精礦，這些礦物質(zhì)的土壤電阻率很低，再加上礦區(qū)通訊、監(jiān)控、電力等弱電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，能夠在雷云與大地之間形成良好的放電通道。這嚴(yán)重威脅了金礦的安全生產(chǎn)。同時(shí)，昭平縣地形復(fù)雜，群山起伏，河谷深切，平地狹小，地勢西北高東南低，使得氣流抬升。正是因?yàn)樵摰氐奶厥獾匦危哑娇h特別容易出現(xiàn)雷暴天氣，年平均雷暴81.8 d，屬于多雷區(qū)，更是增加了昭平縣金礦受到雷擊的概率。因此，必須要加強(qiáng)金礦的防雷設(shè)計(jì)研究，以減少或避免因雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

1 金礦防雷設(shè)計(jì)原則

了解和掌握了金礦所在地的環(huán)境、氣象條件后，結(jié)合金礦位置、配備問題和相關(guān)設(shè)施等問題，做好防雷設(shè)計(jì)方案。雷電具有突發(fā)性、破壞強(qiáng)度大等特點(diǎn)，很難掌握發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)，所以，雷電災(zāi)害防御工作難度比較大。金礦雷電防護(hù)設(shè)計(jì)工作需要以“預(yù)防為主、安全第一”為原則，運(yùn)用相應(yīng)的防護(hù)對策減小被保護(hù)設(shè)備遭受雷擊損害的風(fēng)險(xiǎn)。

2 金礦的防雷設(shè)計(jì)研究

2.1 礦區(qū)場所

根據(jù)金礦地理位置的特征，在礦區(qū)場所裝設(shè)避雷針或避雷網(wǎng)等避雷裝置，可以有效吸引雷電流。避雷裝置需要沿屋脊、屋檐、女兒墻等容易遭受雷電襲擊的位置敷設(shè)，同時(shí)，屋面避雷網(wǎng)通常采用熱鍍鋅的扁鋼或圓鋼和熱鍍鋅件，而且在大屋面的位置需設(shè)置8 m×12 m或10 m×10 m的圓鋼或者扁鋼當(dāng)作接閃器。對于礦區(qū)高度超過25 m的建筑物，通常沿著女兒墻或屋脊設(shè)置￠12鍍鋅圓鋼當(dāng)作避雷網(wǎng)。針對屋面突出的金屬建筑物，不用單獨(dú)設(shè)置接閃器，可以直接將金屬屋面當(dāng)作接閃器。在此需注意的是，全部接閃器都需要與防雷引下線相連接。

2.2 井口

依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057—2012）、《電子計(jì)算機(jī)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50156）和《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB 50343）的要求，井口防雷設(shè)計(jì)要做到以下幾點(diǎn)：①要在人員定位、調(diào)度通信、瓦斯監(jiān)控、產(chǎn)量監(jiān)控等工控機(jī)的傳輸線安裝信號避雷裝置；②要在坑口實(shí)行地網(wǎng)防雷接地（電阻小于4 Ω）；③程控電話要安裝信號避雷裝置；④坑道口各種設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)需要做等電位連接，同時(shí)，與地網(wǎng)可靠連接，形成電氣通道。

2.3 礦區(qū)變電所

變電所是電力系統(tǒng)的心臟和樞紐，如果遭受雷擊，發(fā)電機(jī)、變壓器等重要電器設(shè)備會被毀壞，不僅維修復(fù)雜，而且還會造成大范圍和長時(shí)間的停電。因此，必須要做好礦區(qū)變電所的雷電防護(hù)工作。在對其進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮在變電所安裝避雷裝置。接閃器可采用避雷針、帶、線和網(wǎng)。另外，引下線要保證接閃器與大地之間的連接良好，接地電阻應(yīng)≤10 Ω。避雷針保護(hù)范圍包括變電所廠房及其室外所有設(shè)備，可將極大的雷電流通過引下線引入接地裝置，盡快散逸到大地，并與異種電荷中和，使保護(hù)設(shè)備遭受雷擊的概率小于0.1%.變電所內(nèi)的主變電壓最重要，需要重點(diǎn)保護(hù)，所以，可以利用變電所母線安裝閥型避雷器，把它接在主變壓器旁邊。當(dāng)雷電波入侵到主變壓器時(shí)，產(chǎn)生全反射使它們身上的電壓升高，雷電波電壓曲線與閥型避雷器比較平坦的伏秒特性相交。在工作過程中，要選擇好安裝避雷器的位置，它與主變壓器和其他設(shè)備的距離都應(yīng)小于最大允許電氣距離。當(dāng)一組不滿足要求時(shí)，可再增加一組。在防雷設(shè)計(jì)時(shí)，還可以安裝35～110 kV無避雷線的輸電線路。當(dāng)進(jìn)線段遭到雷擊時(shí)，雷電波的幅值和陡度會超過變電所設(shè)備的耐壓值。在接近變電所1～2 km的進(jìn)線段處安裝避雷線能減緩雷電波的陡度，能限制流過變電所閥型避雷器中的雷電流小于等于5 kA，大大減小進(jìn)線段內(nèi)出現(xiàn)雷電波的概率。

2.4 電源系統(tǒng)

對于礦區(qū)機(jī)房電源系統(tǒng)的雷電防護(hù)，礦區(qū)低壓主配電系統(tǒng)需要做兩級防雷保護(hù)，其他設(shè)備進(jìn)出端需要使用第三級防雷防護(hù)。在防雷設(shè)計(jì)中，電源系統(tǒng)可考慮使用TN-S系統(tǒng)。其特點(diǎn)是N線（中線）和PE線（地線）在變壓器的低壓側(cè)合為1條PEN線，而且還需要在相線與PEN 線之間設(shè)置避雷裝置。對于運(yùn)用了TN-S接地系統(tǒng)的電源防雷器，在礦區(qū)內(nèi)總配電屏中安裝一級防雷保護(hù)，在二級配電屏中安裝二級防雷保護(hù)、在設(shè)備前端安裝三級防雷保護(hù)。另外，結(jié)合工作電壓的要求，要安裝適配的直流電源浪涌保護(hù)器。

2.5 網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)

針對礦區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雷電防護(hù)，在防雷設(shè)計(jì)中，需要考慮運(yùn)用屏蔽、接地、等電位連接和合理布線等措施對信息系統(tǒng)機(jī)房或設(shè)備房進(jìn)行綜合防護(hù)。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)雷電防護(hù)主要涵蓋廣域網(wǎng)雷電防護(hù)、局域網(wǎng)雷電防護(hù)、無線通信系統(tǒng)雷電防護(hù)和機(jī)房內(nèi)部設(shè)備之間的串口雷電防護(hù)等。廣域網(wǎng)遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)通信在進(jìn)入機(jī)房設(shè)備前端需要設(shè)置具備二級保護(hù)的防雷保護(hù)裝置。局域網(wǎng)防雷工作主要是做好局域網(wǎng)網(wǎng)線的屏蔽，同時(shí)，還要做好終端設(shè)備局域網(wǎng)端口的防雷設(shè)計(jì)。局域網(wǎng)絡(luò)一般以雙絞線傳輸數(shù)據(jù)，沒有屏蔽保護(hù)，布線也不是特別規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不但會遭受感應(yīng)雷的襲擊，還會受到交流線路的干擾。因此，在防雷設(shè)計(jì)中，需要在局域網(wǎng)絡(luò)的兩端布設(shè)避雷裝置，防止各種過電壓對設(shè)備的損壞。局域網(wǎng)的網(wǎng)口也要做好防雷設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器和集線器等端口需要考慮運(yùn)用專用防雷器。無線通信時(shí)，常在建筑物上架設(shè)天線，而它們屬于地面突出物，是雷電釋放的重要途徑，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要特別注意要加裝避雷裝置。

3 結(jié)束語

金礦防雷工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其可以有效減少或防止礦區(qū)遭受雷電的襲擊，確保礦區(qū)設(shè)備設(shè)施和工作人員的安全?；诖?，金礦防雷技術(shù)人員在進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮各方面因素，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、研究，以探索出一套全面、完善的防雷設(shè)計(jì)方案，確保金礦防雷系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，從而達(dá)到防御雷電災(zāi)害的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]林明華，閆景東，欒紹海，等.招遠(yuǎn)市金礦系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，34（S2）.

[2]王本海，陳國強(qiáng)，李濤.高原礦區(qū)防雷研究及應(yīng)用[J].煤炭科技，2014（1）.

〔編輯：白潔〕