建設工地瀝青拌和站遭受雷擊的影響因素分析

戴進飛 戴仕遠

(1.福建省漳浦縣氣象局 福建漳州 363200; 2.福建省漳浦縣醫院 福建漳州 363200)

建設工地瀝青拌和站遭受雷擊的影響因素分析

戴進飛1戴仕遠2

(1.福建省漳浦縣氣象局 福建漳州 363200; 2.福建省漳浦縣醫院 福建漳州 363200)

建設工程施工現場，布置著大量的臨時生產設備，因為其使用時間短，防雷安全往往不被人們所重視，因此經常導致雷擊事故的發生，造成人民生命財產的損失。以漳州濱海大通道某建設工地臨時瀝青拌和站遭受雷擊損失慘重為例，通過現場勘測，找出其遭雷擊原因，結合其所處地理環境、土壤結構、氣候特點，提出其經濟合理的防雷整改設計方案：直擊雷防護(接閃器、引下線、接地裝置)、閃電感應防護、接觸電壓防護、跨步電壓防護等設計。通過一系列防雷工程整改后，防雷工程運行良好，周邊再發生雷暴，瀝青拌和站都完好無損。

瀝青貯存罐;控制操作室;接地裝置;閃電感應;格柵形空間

0 引言

當今地球由于厄爾尼諾現象的頻發以及人類對自然環境的破壞，導致氣候的極端化、氣象災害恣意肆虐、迸發激烈的雷電活動、觸發大雷電的不斷降臨。

建設工程施工現場，布置著大量的臨時生產設備，如臨時活動房、供電電纜、水泥拌和樓、瀝青拌和站、建材運輸升降梯等，因為使用時間短，防雷安全往往不被重視，導致雷擊事故時有發生。

福建漳浦，面臨大海，屬于亞熱帶濕潤氣候，年平均雷暴日43(d/a)，屬于多雷區。2014年9月16日15時10分，位于漳州濱海大通道赤湖段建設工地上一座臨時瀝青拌和站遭受雷擊，損失近20萬，整座生產設備處于癱瘓狀態，無法再進行正常生產，嚴重影響工程施工進程。本文以其為案例，排查原因，提出整改方案，以供相關人員借鑒參考。

1 現場勘測

施工現場位處大片平坦的空曠沙地上，面對大海，常年平均風速4級以上，雷電活動頻繁，土壤電阻率ρ=1 100Ωm。整座瀝青拌和站主要由貯存罐、主樓、控制操作室等幾部分機械設備組成電氣連通的金屬整體，其中瀝青貯藏罐最高，高度20m，主樓次之，控制操作室最低，控制操作室與主樓上的傳感器、儀表等電子儀器設備有架空電纜線連通。整座設施略呈長方形布置，總長度L=20m、寬W=10m，占地面積200m2，構筑物下面地表面已經是水泥澆注成的板塊。被雷擊中有3處，一是位于主樓上的傳感器、儀表等電子儀器設備燒毀嚴重；二是地面控制操作室里設備損毀嚴重；三是支撐瀝青貯存罐的支架一處水泥板塊被雷擊刨開。進一步勘察發現，矗立在地上的整座構筑物沒有安裝地網等接地裝置，而距離瀝青拌和站100m處，電力部門安裝的低壓變壓器卻完好無損。

2 雷擊原因

3 設計方案與整改措施

計算防雷類別，根據防雷類別，對工程特點(站區內安裝有大量精密控制設備、生產期間站區內有施工人員進出)，制定以下防雷措施。

3.1 防雷類別

瀝青貯藏罐內外壓力差不大，基本不存在有爆炸危險。計算年預計雷擊次數N，N=k×Ng×Ae[1]，其中，工程地處曠野的孤立建筑物，取k=2、Td=43(d/a)、L=20m、W=10m、H=20m、Ng=0.1Td,通過計算，Ae=0.0151(km2)，N=0.13(次/a)，因此，0.25(次/a)>N>0.05(次/a),因工程屬于一般性工業建筑物，因此歸為三類防雷類別。總配電箱在控制操作室，供電制式采用TN-C-S，PEN線在總配電箱處接地后不再重復接地。

3.2 接閃器

瀝青拌和站以大型金屬罐體為主體構成的金屬構筑物，且處在空曠海邊，站區內安裝有大量的精密控制設備。外部直擊雷防護采用在金屬罐體上安裝接閃桿，該接閃桿通過絕緣材料墊層安裝在金屬罐體上面。當直擊雷接閃時，強大的雷電流不直接通過金屬罐體泄放入地，而通過專用帶絕緣引下線直通接地裝置。

3.3 引下線

瀝青貯藏罐鋼制接地支架4個，罐體直徑r=5.5m，經計算，60(m)>其周長=2πr=34.54>30(m)，罐體4支架符合引下線的規范要求。其它組成部分也各有多個落地金屬支架，支架截面積均≥80mm2，規格均達引下線要求，所有支架均做為設備安全保護接地，就近引入接地裝置。

3.4 接地裝置

3.5 防閃電感應和雷擊電磁脈沖

3.6 防閃電電涌侵入

傳感器、儀表等電子儀器設備與控制操作室之間的架空電纜線路容易遭受雷電繞擊和閃電電涌的侵入，必須全程采用套鋼管的屏蔽措施。鋼管兩端在界面處接地，且線路在兩邊界面處均安裝開關型Ⅰ級試驗電涌保護器，其Iimp≥12.5(kA),Up≤2.5(kV)。變壓器連接控制操作室的線路在控制操作室這邊界面處也安裝同樣的開關型Ⅰ級試驗電涌保護器。

3.7 防接觸電壓和跨步電壓

在生產人員出入頻繁的引下線附近或路上，為保護人身安全，引下線3m范圍內地表層敷設5cm厚瀝青層或15cm厚礫石層，外露引下線其距離地面2.7m以下的導體用耐1.2/50us沖擊電壓100kV的絕緣層隔離，或用3mm厚的交聯聚乙烯層隔離，所處接地體敷設成水平網格以使地面電位達均衡。

4 結語

工程嚴格按照上述直擊雷防護、閃電感應防護等設計方案進行施工后，兩年多來一直運行良好，附近雖發生多次雷暴，瀝青拌和站始終完好無損，說明防雷工程作用效果顯著。當前全國各地住建、交通、工業等行業的建設如火如荼，建設工地上免不了布置必要臨時生產設備，這些臨時生產設備，在建設初始階段一般是孤立的凸出物，往往又在高效率地運轉，施工人員也相對比較密集，其防雷的重要性應引起高度重視。同時，告誡施工工作者，在雷雨到來之前盡量撤離施工現場，以免造成不必要的生命和財產損失。

[1] GB50057-2010 建筑物防雷設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[2] 李漢浸,張相梅,高志軍,等.防雷接地工程的優化設計[J].河南氣象，2006，(1)：64.

The impact factor analysis on construction site asphalt mixing stations was analyzed

DAIJinfeiDAIShiyuan

(1.Zhangpu County Weather Bureau of Fujian province,Zhangzhou 363200； 2.Zhangpu County Hospital of Fujian province,Zhangzhou 363200)

Construction engineering construction size,place a large number of temporary production equipment,just because of the using time iso short,while the project ends,then its mission end too.Lightning projection safety are often not taken seriously by many people,so often lead to lightning accident happen,taking people’s life and property losses accordingly.This paper,taking a construction site temporary Zhangzhou Costal thoroughfare asphalt mixing station lightning strike heavy loss,for example,Through the field survey,and find out the lightning strike reason,combined with its geographical enviroment,climate,soil structure characteristics,puts forward the econimic and reasonable rectification of lightning protection design scheme:Such as lightning protection(Air-termination system,Down-conductor system,Earth-termination system),Lightning induction Protection.Touch Voltage Protection.Step Voltage Protection.etc.Lightning strike,asphalt mixing station running well.

Asphalt storage tanks;Control chamber;Grounding device;Lightning induction;Gridlike volume

戴進飛(1965.8- ),男，工程師。

E-mail:daijinfei@sina.com

2017-03-20

TM865

A

1004-6135(2017)07-0132-03