中央儲備糧庫宜春直屬庫防雷改造設計方案

袁周 錢宏超 陶凱毅 李明胡 龔乃弘

摘要：袁州區位于羅霄山脈北麓中段，武功山脈北麓，屬中亞熱帶季風氣候區。中央儲備糧庫宜春直屬庫因其所處地理環境容易遭受雷擊，而且由于其重要性和特殊性，遭受雷擊可能造成重大事故。本文針對糧庫的不同區域可能遭受的雷電侵襲，提出了相應的防雷接地措施，并結合中央儲備糧庫宜春直屬庫的實際情況，設計了防雷接地系統。對糧油倉儲庫防雷接地工程設計，有一定的參考意義。

關鍵詞：宜春市；糧庫；防雷設計

中圖分類號： TU895 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.01.061

糧食對國計民生影響重大，而糧食儲藏安全是我國糧食安全問題的三大因素（供給安全、儲藏安全、生產安全）之一，糧食倉儲一般位于城市郊區或遠離市區的相對空曠地帶， 糧食庫房及其附屬建筑設施容易形成相對制高點，而且糧庫面積比較大，從事件發生概率和建筑布局上都容易發生雷擊事故。因此糧庫屬雷擊災害多發區域，尤其是近些年來依靠科技進步提高我國糧食倉儲現代化水平成為一個重要手段，在糧倉建設中廣泛采用的是糧情電子檢測、機械通風、環流熏蒸、谷物冷卻低溫儲糧技術，電子電氣設備大量使用，有數千米甚至數萬米的通訊、電源等電纜連接， 極易產生雷擊感應的高壓，致使電子電氣設備損壞；糧食儲備、人員、設備和建筑物的安全日益受到雷電災害的威脅。為了保證糧食儲藏的安全，保證高科技設備裝備正常運行，在糧庫整體布局和設計工作中，防雷工程的設計顯得尤為重要。

1 項目簡介

中央儲備糧庫宜春直屬庫地址在江西省宜春市袁州區半邊山，屬于第二類防雷建筑物，位于宜春市環城南路598號。宜春地區地處贛西北山區向贛撫平原過渡地帶，地形復雜多樣，地勢自西北向東南傾斜；袁州區半邊山位于羅霄山脈北麓中段，武功山脈北麓，屬中亞熱帶季風型濕潤性氣候，主要是山地紅壤土質；倉庫和辦公樓位于開闊、空曠地帶均為雷擊多發區，雷擊事故時有發生，年平均雷暴日為69天，最高89天/年。中央儲備糧庫宜春直屬庫處開闊空曠地帶，周邊高樓大廈稀少，容易遭受雷電侵害。經現場勘察，12座9米高的54.6×24米倉庫和1幢4層的辦公樓（36×8米）的直擊雷防護裝置因年久失修、銹蝕嚴重，部分地方的接閃帶甚至變形、脫落、垮塌，完全起不了雷電防護作用；12個倉庫屋頂接閃帶的網格是13.6×13.65米，遠大于第二類防雷建筑物接閃網的網格要求，倉庫外墻上的大多數金屬管線未按要求進行等電位連接或接地，勘察的13座建筑物均未采取電源線路和網絡線路的防閃電電涌侵入措施。

2防雷設計

糧庫的防雷是為了有效減少和消除雷擊造成的危害，保護人身、糧庫和微電子設備的安全，包括防直擊雷的外部防雷裝置及防閃電感應、防反擊、防閃電電涌侵入的內部防雷措施，外部防雷和內部防雷兩部分是一個互相補充的有機整體。針對雷害入侵途徑，對各個可能產生雷擊的因素逐一排查，采取攔截、屏蔽、均壓、分流和接地等綜合防雷措施，才能將雷害降至最低。

2.1防直擊雷措施

雷電直接擊在糧食倉庫等建筑物，由于電效應、熱效應和機械效應等混合力作用，可能使倉庫、辦公樓、機房微電子設備遭受損害，甚至引起人員傷亡事故。

2.1.1辦公樓

圖1 糧油倉儲防雷保護結構示意圖

辦公樓是1幢4層的辦公樓（364×8米）的建筑物，屬于第三防雷建筑物，接閃帶已垮塌，需拆除原先的接閃帶，沿樓頂四周用Φ10毫米鍍鋅圓鋼重新安裝97米防雷接閃帶。

圖2 辦公樓屋面防雷圖

2.1.2 12個倉庫

12個倉庫均屬于第二防雷建筑物，大小高度相同，電源線路布局一致，都是54.6米長、24米寬、9米高，頂部四周和屋脊的接閃帶銹蝕變形，滿足不了倉庫防雷需要，造成倉庫時常遭受雷電侵害，需拆除原先的接閃帶，沿樓頂四周和屋脊等地用Φ10毫米鍍鋅圓鋼重新安裝388米防雷接閃帶。

圖3 倉庫屋面防雷圖接閃帶：“X”表示，引下線：“■”表示

2.2 引下線

2.2.1 辦公樓

在大樓南北兩面用Φ10毫米鍍鋅圓鋼分別安裝2根16米高的防雷引下線，共4根引下線，并利用辦公樓的柱筋作為輔助引下線，引下線的平均間距在25米之內；每根引下線在離地面1.5米左右設置一個斷接卡，共安裝4個斷接卡；用鍍鋅扁鋼或鍍鋅角鋼與原地網焊通。

2.2.2 12個倉庫

在倉庫四周每面墻用Φ10毫米鍍鋅圓鋼安裝2根11米高的防雷引下線，每個倉庫共設8根防雷引下線，并利用倉庫的柱筋作為輔助引下線，引下線的平均間距在18米之內；新設的引下線在離地面1.5米左右設置一個斷接卡，每個倉庫共設8個斷接卡；用鍍鋅扁鋼或鍍鋅角鋼與原地網焊通。

2. 3 防閃電電涌侵入措施

閃電感應的防護主要使用電涌保護器、屏蔽和等電位系統。長期以來我們對遭受雷擊的電子及電氣設備進行的現場勘測發現：大多數受到雷擊損壞的電子及電氣設備所屬建筑物屋頂均裝接閃桿或接閃帶等直擊雷防護裝置，所在建筑物亦為框架結構，接閃桿、接閃帶、接閃網與建筑物主框架鋼筋相連，并通過建筑物主鋼筋作為防雷引下線，把雷電流引入地面。因此良好的防直擊雷裝置在雷擊發生時并不能完全保護建筑物內部電子及電氣設備。為了防止閃電電涌沿著架空線路、電纜線路及弱電信息線路侵入，應在糧庫相應位置安裝電源和網絡信號SPD，并應按規范在SPD的前端安裝熔斷器或斷路器。

2.3.1 低壓供電線路的保護

根據防雷要求與防雷類別宜春直屬糧庫建筑屬于二類防雷，通過電源線路侵入或損害電子及電氣設備是感應雷造成破壞的主要途經，按國家規范對電子及電氣設備電源部分必須進行防護。

辦公樓低壓供電線路的保護。辦公樓的電源線路是由總配電間埋地引入，每層設有1個配電盒，在3樓設有1個總機房。在總配電間的總電源處安裝三相四線（380V、60KA）電涌保護器，作為防雷第一級保護。在每層配電盒中、機房的總電源處安裝三相四線（380V、40KA）電涌保護器，作為防雷第二級保護。在機房的UPS之前安裝一臺單相（220V、20KA）電涌保護器，作為防雷第三級保護。

12個糧食倉庫低壓供電線路的保護。在每個倉庫的總電源箱中安裝三相四線（380V、40KA）電涌保護器，作為防雷第一級保護。在每個倉庫的7個分表箱中安裝三相四線（380V、20KA）電涌保護器，作為防雷第二級保護。

2.3.2 網絡信號線路的保護

在辦公樓3樓機房的寬帶線路和專線的設備接入點之前分別安裝1臺網絡信號浪涌保護器。

2.4 等電位聯結

由于閃電對架空和倉庫外墻的電纜線路與金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些途徑侵入糧倉，危及人身、糧食或有關設備安全，甚至引發火災。等電位聯結有效地減少雷電流引發的電位差，還能防御雷擊電磁脈沖，改善糧倉電磁環境。從室外進入倉庫的金屬管線及電纜線金屬外皮，與接地系統相連。12個倉庫進出管道主要有通風管道，在管路進出位置，用40×4毫米鍍鋅扁鋼與接地系統相連。

2.5 閃電感應的防護

倉庫附近發生閃電時，在倉庫的各種金屬物和金屬管線上產生的雷電靜電感應和雷電電磁感應，可能使金屬物件之間產生火花放電，容易引起倉庫里的谷物等燃燒和粉塵濃度較高的地方爆炸。倉庫內的地上籠通風設備等較大金屬物，采用40× 40毫米鍍鋅扁鋼與接地系統相連。

平行敷設的各類管道等長金屬物，凈距離小于100毫米 處，用金屬線跨接，跨接點的間距不大于30米；交叉凈距離小于100毫米處也跨接。當長金屬物的彎頭、閥門等連接處的過渡電阻大于0. 03Ω 處用金屬線跨接。

2.6 合理布線

糧情檢測系統等精密電子設備的雷電防護與設備的絕緣耐沖擊電壓額定值及采用防雷措施以及布線是否合理有緊密關系。布線時要考慮糧倉的周邊環境， 例如附近有接閃帶、接閃桿或避雷塔時，在布線時一定要考慮各類線纜應盡量遠離這些裝置，否則接閃裝置泄放雷電流時，瞬間巨大雷電電流將造成這些系統故障或損壞。

3 接地系統

將辦公樓和糧庫的防雷裝置、建筑物金屬構件、低壓配電保護線（PE）、設備保護地、屏蔽體接地、防靜電接地和信息設備連接在一起，并與接地網焊通。糧倉防雷接地、防閃電感應接地、防靜電接地、保護接地共用接地裝置。充分利用倉庫的金屬部件進行多重互連，組成一個低阻抗等電位連接網絡，并與接地裝置相連組成一個接地系統。接地極埋深不小于0.5米，且在凍土層以下，接地電阻不大于4Ω。

4 結語

在糧食倉庫設計之初，應根據糧庫業務運作的特征，從業務管理、糧情檢測、糧情控制和安全防護監控這四個方面進行全面綜合的防雷設計。中央儲備糧庫宜春直屬庫的防雷改造設計是一個整體的系統工程，應充分考慮儲備糧庫所處的地理環境特點和具體情況，根據標準規范要求采取合適的防雷技術與接地措施。根據具體情況采取有針對性的防護措施，扎實有效地做好糧庫防雷工作，從各種管線的材質、規格、擺放位置、敷設方式等多個方面入手，減少糧庫雷電事故的發生。

參考文獻

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作者簡介：袁周，大專學歷，宜春市氣象局，助理工程師，研究方向：防雷應用。