铝厂电解车间的防雷设计

李 莉 邓海利万 淼

(济宁市气象局，山东 济宁 272037)

引言

随着科学技术的迅速发展，电子设备特别是弱电设备在各领域中的广泛应用，但是利用微电子技术生产的设备，它的安全性、可靠性和电磁兼容性已成为人们非常关注的问题。雷电灾害被国际电工委员会(IEC)称为“电子化时代的一大公害”［1］。目前国内电解铝厂数量较多，每年全国各地的电解铝槽控机及控制系统都有不同程度的遭受雷击损害的现象，对电解铝生产造成很大的影响，给企业造成巨大经济损失。各地的电解铝厂家及相关部门都在积极研究电解铝防雷保护的有效措施，其中河南神火铝业公司永成铝厂在2005年至2007年槽控机及控制系统多次遭受雷击，损失惨重。该厂技术人员经过几年的研究、分析、实践，制定了一套行之有效的槽控机及控制系统综合防雷系统，并申请通过了国家专利。通过对各地电解铝厂防雷设计的考察学习，鉴于电解铝工艺的特殊性，电解供电系统严格不能接地(即供电无回路、无保护接地)，本文针对这一问题提出了防雷保护建议，避免设备在雷雨季节遭受雷电感应及雷击电磁脉冲的危害。

1.电解车间防雷电感应保护

由于现场环境特殊，电解车间槽控机不能进行接地，所以也无法安装避雷器，无法进行三级防雷保护，这里只能进行二级防雷保护［2］。第一级防雷器分别安装在逻辑电源隔离变压器之前、Ⅰ回路电源隔离变压器之前、Ⅱ回路电源隔离变压器之前，二级防雷器安装在双回路电源切换箱220V 和380V 处。避雷器安装在配电箱内，把双回路电源切换箱外壳与避雷器配电箱外壳以及室外电缆桥架进行连接，也就是进行接地，避雷器接地连接在切换箱外壳上。安装位置示意图如下:

图1 避雷器安装位置图

2.电解车间外墙线缆桥架做接地

电解车间外墙线缆桥架上每隔20 米做一组接地，接地系统使用铜铸钢制作，两个电解车间共制作62 组接地系统。同时使用16 平方铜编织带对电缆桥架各部分进行跨接，使各部分过渡电阻小于0.03 欧姆，使用16 平方铜编织带与双回路切换箱外壳进行连接。

图2 电解车间电源箱及桥架接地示意图

使用连接器连接3 根20* 1500 的铜铸钢接地极，两头分别安装钻头和驱动头组成一个垂直接地体。每个接地系统都使用16 平方多芯铜线与桥架进行连接。接地体安装示意图如下:

图3 接地体安装示意图

垂直接地体长度宜为4.5m，接地体之间所有焊接点，除浇注在混凝土中的以外，均应进行防腐处理，接地体的上端距地面不应小于0.5m。

3.结束语

电解铝电解车间作为雷电高风险区域，应从外部防雷、内部防雷进行考虑，注重等电位连接与共用接地系统、屏蔽及布线、防雷与接地、安装电涌保护器综合防护在实际的防雷工程中的运用。还需根据各类设备的特点和防护对象的实际情况灵活应用、综合考虑，才能获得良好的效果［3］。