雷電對炸藥庫的影響及防雷措施

田　海，邵劍光（湘西自治州氣象局，湖南 湘西 416000）

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雷電對炸藥庫的影響及防雷措施

田海，邵劍光（湘西自治州氣象局，湖南 湘西 416000）

現在隨著國家經濟發展迅速交通設施的快速改善以及礦產資源的不斷有效開發，各行業應用炸藥爆破的手段已被廣泛應用，所以做好炸藥庫的綜合防雷是十分必要的。本文依照防雷規范對炸藥庫進行了系統防雷工程設計，通過建造接閃桿與等電位連接等措施，進行對炸藥庫防護的闡述。

炸藥庫；雷電；防雷措施

引言

雷電是由光和電所發生的一種具有電磁效應、熱效應、機械效應的放電現象。雷電災害是全球最為嚴重的自然災害之一，雷電導致的火災，爆炸等，事故發生頻繁，其中炸藥庫一旦遭受雷擊，其危害更大，并且會造成巨大人員和經濟損失，因此一定要結合炸藥庫的實際情況，制定一套完整且易于防范雷電危害的方案，提高炸藥庫的防雷標準，降低雷電擊中的風險，將可能造成的經濟損失和人員傷亡降為最低，提高防雷工程設計與施工質量，給炸藥庫有更好的安全保障。

1　雷電的概述

1.1雷電的產生

雷電是通過直接作用于物體本身或者直接作用與大地產生強大靜電感應和磁場感應的現象，并伴隨有閃電、陣風、暴雨、冰雹甚至龍卷等天氣現象，具有極大殺傷性破壞力，近年來聯合國將雷電對人類的災害確定為人類危害最大的十大危害之一。我們經常見到的雷電形式有蛛狀閃電、片狀雷、帶狀雷、聯珠狀閃電和球狀雷。

1.2雷電的種類

（1）直擊雷是直接作用于建筑物和人體本身，造成巨大毀滅性破壞的電效應、熱效應以及機械力效應。

（2）感應雷也叫閃電感應，分為閃電靜電感應和閃電電磁感應兩種。

1.3雷電的侵入危害

閃電電涌會從配電房的電源線、電話線和信號線等，在房間上或外受直擊雷從而感應雷加載雷電壓及過電流沿房間內的線路進入，從而侵入電子設備。

侵入配電房內影響電子系統的雷電過電壓、過電流主要由以下幾個途徑：

1.3.1由直擊雷入侵

雷電直接擊在建筑物或建筑物的附屬設備、線路上產生的電動力和強加熱效應，導致設備財產損失。

1.3.2由供電線路入侵

直擊雷當擊中高壓線路時，雷電流會沿著線路進入變配電房，進而從變配電房內高壓側耦合到低壓側，從而使雷電流入侵建筑物設備及信息系統供電的設備。另外，當發生雷電時低壓線路也有可能會因感應雷對電子信息系統及設備造成破壞。

1.3.3由信息系統信號傳輸線路入侵

雷電放電時對周圍的建筑物金屬設施或金屬構件產生很高的感應電動勢，對金屬構件發生反擊，這種侵入危害很大。

由于沒有采取等電位接地措施，與各種設備相關的各接地系統的沖擊接地電阻及所通過的雷擊電流存在差異，導致地電位升高，當電位差超過設備的耐電強度時，就會引起反擊，從而損壞設備。

2　炸藥庫防雷設計

2.1數據分析

2.1.1地區雷暴日等級劃分

地區雷暴日數按照等級劃分為少雷區、中雷區、多雷區、強雷區。

根據《建筑物電子信息系統防雷設計規范》（GB50343-2012）判斷炸藥庫所處地區的雷區。

2.1.2雷電防護分區

防雷區域（LPZ）的劃分：將須要保護的空間按照雷電電磁脈沖強弱的水平劃分為各種層次的防雷區，劃分防雷區是信息系統防雷的重要觀點之一。防雷區劃分如圖1所示。

圖1　防雷區劃分示意圖

2.1.3炸藥庫防雷等級分類

（1）建筑物年預計雷擊次數

根據GB50057-2010定義，計算年預計雷擊次數：

根據炸藥庫所處地區年平均雷暴日Td：

式中：N為建筑物的年預計累計次數；

K為校正系數，在一般情況下取1；

Ae為建筑物截收相同雷擊次數的等效面積（km2）；Ng為建筑物的年預計累計次數（次/km2·a）。

依據規范要求：

式中：L、W、H分別為建筑物的長、寬高（m），計算建筑物年預計雷擊次數N（次/a），判斷該建筑物的防雷分類。

2.2設計依據

《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）；

《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2012）；

《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》（GB50601-2010）；

《低壓配電設計規范》（GB50054-95）；

《雷電電磁脈沖的防護》（IEC 61312）；

《接地裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》（GB5016 9-92）。

3　具體方案

3.1直擊雷設計

根據GB50057-2010規定，分析建筑物的防雷分類，并根據規范要求裝設獨立接閃桿或多支接閃桿或架空接閃線或接閃網（注：獨立接閃桿的桿塔、架空接閃線的端部和架空接閃網的每根支柱處應至少設一根引下線）。

獨立接閃桿和架空接閃線或網的支柱及其接地裝置至被保護建筑物及與其有聯系的管道、電纜等金屬物之間的間隔距離不得小于3m。

獨立接閃桿或架空接閃線或網的支柱及其接地裝置與被保護的建筑物的金屬物等不應小于3m，而且應設置獨立接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω。

單支接閃桿保護范圍計算：

雙支接閃桿保護范圍計算：

由上文可知，缺乏財務管理的風險意識，導致了企業的管理出現了嚴重問題，因此，強化提升企業財務管理意識也是企業發展必不可少的部分，信息化的社會，網絡傳播速度飛快，各種資源都能相互借鑒，然而，財會管理因其對每個企業都具有針對性的特點，以及人才的稀缺，造成很多企業對財務管理并不重視，但是，企業的發展離不開財務，管理者要加強對其重視程度，依據財會報告妥善的對企業進行規劃，將財會管理滲透到整個企業中，確保當前財務情況能夠適應企業今后的發展，用財務管理來對其他管理方面進行監督，并形成相互促進的局面，使得企業的經濟發展水平穩步提升。

兩針之間保護范圍的最低點h0：在保護高度Hx上的保護半徑Rx：

GB50057-2010第4.3.10條：有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐，高度小于或等于60m、罐頂壁厚大于等于4mm時，或高度大于60m、罐頂壁厚和側壁壁厚大于等于4mm時，可以不設接閃桿或接閃線，但要做好接地處理。

3.2電源防雷設計

通常是以下方式閃電感應入侵配電房的：通過電源線，如果雷擊擊中電源線，龐大的電流會直接擾亂或破壞電力供應設備；如果雷電擊高壓電源線，通過變壓器變電后再傳輸到用戶與用電設備上。在同一時間，低電壓線也由閃電誘發雷電過電壓，通常在220V的電源線上造成破壞電子元器件的過電壓有近萬伏；第二個是通過通信線路的侵入，有許多種類的通信線路，高頻信號傳輸線，電話線，計算機數據處理線路等都可以引入強雷電信號擊壞電子設備。接地線也會有雷電流。一種情況是，當在地面上建筑物被閃電擊中，雷擊電壓將附近的土壤擊穿，雷電電流直接侵入電纜表皮層，使得雷電高壓侵入通信線路上。另一個當雷電放電到地上，并沿著線路上感應出的幾千伏的過電壓，打壞與線路相連接的電氣設備。因此宜在電源線路引入的低壓配電箱處安裝電源浪涌保護器。

表1　220/380V配電系統中設備絕緣耐沖擊電壓額定值

浪涌保護器安裝在配電箱內，其連接線應不大于0.5m；連接線按照平、直、短的原則，先接地線，再接中性線，最后接相線。電源防雷器接地電阻小于4Ω。

（1）在安裝電源SPD前，應與甲方進行協商，對該配電房內的電源系統進行斷電、驗電、懸掛標志牌等處理。

（2）在安裝電源SPD時，應在前端串接過電流保護裝置（如熔斷器或空氣斷路器），避免SPD老化或壽命終止后可能產生的過電流或相線對地短路故障對電源系統設備運行的影響。

（3）在電源SPD安裝完成后，應合上控制電源的閘刀，看電源SPD的指示燈是否正常，設備是否正常運行工作。

3.3等電位連接

為消除金屬導體之間的電位差，防止因電位差造成不必要的傷害。建筑物所有金屬裝置都應與防雷裝置等電位連接在一起并入地，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬構件都與柱內鋼筋等電位連接在一起，并與接地線相連。

注：在需要保護的空間采用屏蔽電纜，對由金屬物、金屬框架或鋼筋混凝土鋼筋等自然構件構成建筑物或房間的格柵型大空間屏蔽，應將穿入大空間屏蔽的導電金屬物就近與其做等電位連接，金屬物也已通過等電位連接帶接至地網。將建筑物內的金屬扶梯和消防水管進行多點連接，并就近與柱內鋼筋相連。消防栓的金屬外殼也應就近也建筑物柱內鋼筋相連。

3.4接地措施

為了能達到接地的目的，我們利用建筑物本身的金屬構件、設備等或者人為水平或垂直敷設金屬構件。這就是自然接地體和人工接地體。我們一般都首先充分考慮并利用自然接地體，當其效果達不到規范要求時，采用敷設人工接地體來達到其要求。

人工接地體敷設要符合規范要求，并且接地體要進行熱鍍鋅處理，焊接處還應涂防腐漆。在一些腐蝕性較高的土壤中還應適當增大其截面積或采用其他防腐措施來達到效果。人工接地體埋設深度一般不小于0.5m，且要遠離由于高溫影響使土壤電阻率升高的地方；垂直接地體的長度一般設置為2.5m，為了減少屏蔽效應接地體之間的水平距離一般為5m（受場地限制可適當減小）。

在高土壤電阻率地區，降低沖擊接地電阻概括地說有以下措施：①多支外引；②局地深埋；③人工換土；④使用降阻劑等降阻材料。

4　結論

隨著現在人們對雷電危害的認識，同時炸藥的使用也越來越廣泛，炸藥庫的的使用也自然增加起來，所以炸藥庫防雷也更重要。通過對炸藥庫進行的系統的防雷設計，希望可以為炸藥庫的防雷設計提供一點幫助，隨著社會的不斷發展，科技的不斷進步，雷電對我們來說并不可怕，我相信有一天閃電不再是人類的災難，有一天閃電可以被我們利用。

田海（1963-），男，工程師，本科，主要從事防雷、氣象、法規工作。

TQ086

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2095-2066（2016）17-0255-02

2016-4-12