解析民爆倉庫防雷裝置

苗連杰

摘 要:民爆行業進入整合壯大發展新階段,易燃易爆品等貨物貯存場所必然隨之增多,雷電是多類安全防護因素中主要自然災害之一。作者依據新頒布的《建筑物防雷設計規范》技術條款,具體解析民爆倉庫設計的防雷裝置,深入探討存在的疑惑問題,旨在引起民爆行業思索后,摒棄傳統觀念,借鑒先進的成熟措施,實現安全技術接軌。

關鍵詞:民爆倉庫防雷裝置疑惑

中圖分類號:TU895 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0098-01

1 民爆行業特點

民爆行業是指從事民用爆破器材的科研、生產、銷售、儲運、爆破工程設計、施工服務、質量檢測、進出口等經濟活動的企業總稱。民爆倉庫是指存儲炸藥廠、煙花爆竹廠及儲存建筑物,歸屬常見的易燃易爆危險場所。由于其自身的“特殊性”,多數布設與山區或丘陵地帶,遠離道路和人員活動區,建筑高度多為一層,單體建筑之間有隔離安全防護措施。

2 民爆倉庫的防雷分類

依據GB50057-2010和GB/T21431-2008國家技術規定,易燃易爆場所的建筑物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類。

凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者,屬于第一類防雷,不致造成巨大破壞和人身傷亡者則屬于第二類防雷;其區分在于是否“巨大”的界定,而“巨大”概念與國家《生產安全事故報告和調查處理條例》將事故劃的4個等級,其間缺乏聯結或詮釋,因此各自理解不同導致存在防雷分類差異。

對不屬于以上二類危險環境的易燃易爆場所,應根據雷擊后對工業生產的影響及產生的后果,并結合當地氣象、地形、地質及周圍環境等因素必然定為第三類防雷建筑物。

3 解析倉庫防雷裝置

現以某爆破器材倉庫設計圖紙為例,解析防雷裝置:

3.1 整體設計思路清晰

庫房和獨立避雷針裝置均按一類防雷設計,接地阻值7Ω,倉庫長12m寬3m高3.6 m,四周設置環形接地體。獨立避雷針在左右兩側各設一支、高11m、避雷針和接地體距離倉庫均為5.7m,其它參數從略。

易燃易爆行業的車間、倉庫等建筑物,由于內部各種金屬管道等需要隔離,采用常規設計獨立避雷針方法,用以保護比較低矮的地面建筑物符合規范要求、是完全適宜的。

3.2 基礎接地

倉庫和避雷針各自接地裝置,布局科學合理,尤其是避雷針接地裝置向遠離倉庫方向敷設,擴大了地下安全距離,提高了防地電位反擊安全系數。良好的接地是雷電流泄放的基礎,但接地阻值不必過于苛刻。如果要求≤1.0Ω,這在沙漠、山頂、巖土等土壤電阻率高的地帶是很困難的,適當放寬后對降低施工難度、減少投資成本十分有益,準確的設計既要保證安全又要避免不必要的浪費。

框架結構建筑物應首先強調要充分利用其自身基礎接地裝置,在達不到接地效果時,才再在其周圍增設人工接地裝置,換言之,框架結構建筑物多數情況下不必安裝人工接地體。

3.3 引下線、等電位連接

倉庫四角各設計引下線和測試點,室內窗戶和防靜電板處設有等電位連接點,位置布局科學合理,并且標明了其材料規格、安裝方式和依據安裝圖集及技術要求。但引下線還應明確一般應利用上下兩層主筋中的兩根通常焊接,并與接閃器和接地裝置可靠焊接。

3.4 防直接雷擊措施

3.4.1 接閃器

建筑物設計防直擊雷裝置的基本原則是:不僅要求通過合理有效的路徑將直擊雷能量向安全大地泄放,達到有效保護該建筑物本身、生命和財產安全,而且須為其內部的各類設備提供良好的電磁環境,智能建筑物就廣泛應用“法拉第籠”原理,大大提高了防護直擊雷和屏蔽ＬＥＭＰ侵入安全效果。

外露金屬油氣貯罐,當板厚度大于4mm時,貯罐可作為接閃器,其頂部不宜安設避雷針。但非金屬油罐(如黃島油庫的混凝土結構)由于自身不具備接閃雷電能力,在考慮間距、保護范圍等因素時,則需要在周邊安設獨立防雷接閃器(避雷針、避雷線、避雷網格)。

本倉庫屬于框架結構建筑物,僅設計了接地、引下線、等電位裝置等,但沒有要求敷設接閃器和與引下線焊接,現澆灌的或用預制構件組成的鋼筋混凝土屋面,其鋼筋網的交叉點沒有要求焊接,致使接閃雷電流的通道不暢通,不符合建筑物規范設計要求。

民爆倉庫的設計依然受行業慣例影響,缺乏徹底轉變理念的勇氣,應大膽引薦其它行業間的成熟方法和技術,充分利用建筑物的便利條件,全面實施“法拉第籠”防雷措施。

3.4.2 保護范圍

避雷針和避雷線的“保護范圍”是在實踐理論基礎上,為方便設計、計算推薦的理論方法,絕對不是實際測量的數據。如有折線法、網格法、圓錐法等。“滾球法”是以某一規定半徑的球體,在裝有接閃器的建筑物上滾過,滾球體由于受到接閃器的阻擋而無法觸及某些范圍,把這些范圍認為是接閃器的保護范圍。依據防雷類別選取不同的滾球半徑,防雷級別愈高,“滾球半徑”愈小,保護范圍就愈小,防雷裝置所攔截的雷電就愈多、效率愈高(圖1)。

必需強調:按照任何技術規范設計的防雷裝置的防雷安全度都不是100%。即使采用了最高類別進行防護,必然會大大降低了雷擊概率,但半徑很小的雷電依然可能襲擊對被保護物,即可能發生通常講的雷電繞擊現象。

4 結語

防雷設計符合技術規范是最基本的前提保障,如果由于設計不當或違規施工等主要原因,就會造成建筑物本身防雷先天不足,給項目建設留下難以彌補的永久性雷擊隱患。

因此,分析民爆倉庫的防雷設計措施,探討技術疑惑問題,在保證安全系數和盡可能減少不必要的經濟費用前提下,與時俱進,博采眾長,與其它行業成熟科學方法和防雷實踐技術盡快接軌,必然更有利于長遠安全。