鋁廠電解車間的防雷設(shè)計(jì)

李 莉 鄧海利萬(wàn) 淼

(濟(jì)寧市氣象局，山東 濟(jì)寧 272037)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子設(shè)備特別是弱電設(shè)備在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，但是利用微電子技術(shù)生產(chǎn)的設(shè)備，它的安全性、可靠性和電磁兼容性已成為人們非常關(guān)注的問(wèn)題。雷電災(zāi)害被國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)稱為“電子化時(shí)代的一大公害”［1］。目前國(guó)內(nèi)電解鋁廠數(shù)量較多，每年全國(guó)各地的電解鋁槽控機(jī)及控制系統(tǒng)都有不同程度的遭受雷擊損害的現(xiàn)象，對(duì)電解鋁生產(chǎn)造成很大的影響，給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。各地的電解鋁廠家及相關(guān)部門都在積極研究電解鋁防雷保護(hù)的有效措施，其中河南神火鋁業(yè)公司永成鋁廠在2005年至2007年槽控機(jī)及控制系統(tǒng)多次遭受雷擊，損失慘重。該廠技術(shù)人員經(jīng)過(guò)幾年的研究、分析、實(shí)踐，制定了一套行之有效的槽控機(jī)及控制系統(tǒng)綜合防雷系統(tǒng)，并申請(qǐng)通過(guò)了國(guó)家專利。通過(guò)對(duì)各地電解鋁廠防雷設(shè)計(jì)的考察學(xué)習(xí)，鑒于電解鋁工藝的特殊性，電解供電系統(tǒng)嚴(yán)格不能接地(即供電無(wú)回路、無(wú)保護(hù)接地)，本文針對(duì)這一問(wèn)題提出了防雷保護(hù)建議，避免設(shè)備在雷雨季節(jié)遭受雷電感應(yīng)及雷擊電磁脈沖的危害。

1.電解車間防雷電感應(yīng)保護(hù)

由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特殊，電解車間槽控機(jī)不能進(jìn)行接地，所以也無(wú)法安裝避雷器，無(wú)法進(jìn)行三級(jí)防雷保護(hù)，這里只能進(jìn)行二級(jí)防雷保護(hù)［2］。第一級(jí)防雷器分別安裝在邏輯電源隔離變壓器之前、Ⅰ回路電源隔離變壓器之前、Ⅱ回路電源隔離變壓器之前，二級(jí)防雷器安裝在雙回路電源切換箱220V 和380V 處。避雷器安裝在配電箱內(nèi)，把雙回路電源切換箱外殼與避雷器配電箱外殼以及室外電纜橋架進(jìn)行連接，也就是進(jìn)行接地，避雷器接地連接在切換箱外殼上。安裝位置示意圖如下:

圖1 避雷器安裝位置圖

2.電解車間外墻線纜橋架做接地

電解車間外墻線纜橋架上每隔20 米做一組接地，接地系統(tǒng)使用銅鑄鋼制作，兩個(gè)電解車間共制作62 組接地系統(tǒng)。同時(shí)使用16 平方銅編織帶對(duì)電纜橋架各部分進(jìn)行跨接，使各部分過(guò)渡電阻小于0.03 歐姆，使用16 平方銅編織帶與雙回路切換箱外殼進(jìn)行連接。

圖2 電解車間電源箱及橋架接地示意圖

使用連接器連接3 根20* 1500 的銅鑄鋼接地極，兩頭分別安裝鉆頭和驅(qū)動(dòng)頭組成一個(gè)垂直接地體。每個(gè)接地系統(tǒng)都使用16 平方多芯銅線與橋架進(jìn)行連接。接地體安裝示意圖如下:

圖3 接地體安裝示意圖

垂直接地體長(zhǎng)度宜為4.5m，接地體之間所有焊接點(diǎn)，除澆注在混凝土中的以外，均應(yīng)進(jìn)行防腐處理，接地體的上端距地面不應(yīng)小于0.5m。

3.結(jié)束語(yǔ)

電解鋁電解車間作為雷電高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，應(yīng)從外部防雷、內(nèi)部防雷進(jìn)行考慮，注重等電位連接與共用接地系統(tǒng)、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護(hù)器綜合防護(hù)在實(shí)際的防雷工程中的運(yùn)用。還需根據(jù)各類設(shè)備的特點(diǎn)和防護(hù)對(duì)象的實(shí)際情況靈活應(yīng)用、綜合考慮，才能獲得良好的效果［3］。