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梅县区炸药仓库综合防雷技术研究

2018-06-29张俊权林晓鸣刘蕾刘静

科技创新与应用 2018年19期
关键词:接地装置

张俊权 林晓鸣 刘蕾 刘静

摘 要:炸药仓库是储存、供应雷管和炸药的重地,雷电安全工作特别重要。文章根据梅县区炸药仓库的自身性质、所在地的气候条件、土壤类型、雷暴特征等综合因素,并结合相关的防雷规范和实际勘测中的相关资料,对梅县区炸药仓库的炸药仓、雷管仓、值班室、电源系统等场所做出了相应的雷电防护方案,从接闪分流、屏蔽、接地、合理布线、等电位连接、电涌保护方面做好各项技术措施,形成了一套全面有效的雷电防护系统,从而达到综合防雷的目的,最大限度地降低雷电给炸药仓库造成的危害。

关键词:炸药仓库;直击雷防护;接地装置;等电位连接

中图分类号:TU856 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)19-0150-03

Abstract: Explosive depots are important places for storage and supply of detonators and explosives, and lightning safety is particularly important. According to the comprehensive factors, such as the nature of explosive warehouse, climate condition, soil type, thunderstorm characteristics and so on, and based on the relevant lightning protection criterion and relevant data in the actual survey, the corresponding lightning protection schemes for the explosive storehouse, detonator warehouse, duty room and power system of the explosive warehouse in Meixian District are made. From the aspects of shunt, shielding, grounding, reasonable wiring, equipotential connection and surge protection, a set of comprehensive and effective lightning protection system has been formed, so as to achieve the purpose of comprehensive lightning protection and minimize the damage caused by lightning to the explosive warehouse.

Keywords: explosive warehouse; direct lightning protection; grounding device; equipotential connection

1 概述

炸药仓库是炸药的中转系统,是收发和储存炸药、雷管的重要场所。若炸药仓库遭到雷击,会产生不可估计的后果,将会对人们的财产人身安全构成重大威胁。特别是近几年来,随着电子监控设备进入库区,这些电子信息设备抗雷电电磁脉冲干扰的能力十分脆弱,很容易因雷击而损坏。

近年来,各地方政府部门和全国人民警觉到炸药仓库防雷的重要性,地方政府均出台相关文件给予监督,在提高相关人员的防雷知识和人民的防雷意识的同时,从炸药仓库防雷设计的强化和优化着手,使之在雷电防护方面达到综合防雷的目的。

安全有效的炸药仓库雷电防护系统是整个炸药仓库正常运行的基础。梅县区炸药仓库是炸药和雷管的存储和发放,文章基于现代防雷技术“整体防護、综合治理、层层设防”的整体防御思想,以梅县区炸药仓库的雷电防护系统为例,探讨下关于炸药仓库的综合雷电防护工程。只有综合运用分流(泄流)、均压(等电位)、屏蔽、接地和保护(箝位)等各项技术,构成一个完整的防护体系,才能取得明显的效果。

2 环境了解及现场勘测

梅县区炸药仓库一般处于广东省梅州市梅县区的山谷里,是一个收发和储存炸药、雷管的重要场所。对于梅县区地区的地理气象特点、地质和灾害性天气情况及周边环境的勘察对于炸药仓库的防雷设计有着重要的指导意义。

2.1 地理气候特点

梅县区地处广东省东北,属亚热带季风性气候。其主要气候特点是四季分明,温和湿润,光照充足,雨量充沛。

梅州市梅县区主要灾害天气有:春季链低温阴雨,倒春寒;5至6月的龙舟水和夏秋间的台风雨;秋季寒露风和冬季霜冻等。多山,造成山地对气流的抬升作用明显,水汽充沛,极易形成局地雷雨大风,台风来临时迎风坡增水。

2.2 地质和灾害性天气情况

地质条件是雷击选择性的主要因素,电阻率小的土壤,由于其导电性能好,所以易于为雷电流提供低阻抗的通路,而梅县区的土壤电阻率普遍较小,故雷电事件易于发生。

每年春季随着暖湿气流的增强,降水显著增多。根据有气象记录以来统计,梅县地区处于我国的强雷区,年平均雷暴日83天,处于易受雷击的区域,而且造成灾害的雷击事件也时常发生,是雷击事件发生频率较高的地区。

2.3 现场勘察结果

炸药仓库的炸药仓、雷管仓、值班室、电源系统组成,详见图1所示。

3 梅县区炸药仓库的防雷设计

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的相关条款,建筑物具有1区爆炸环境,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者,应划为第一类防雷建筑物。

结合梅县区炸药仓库的自身特点和所处地方的周边环境应当把油炸药仓、雷管仓防雷类别划分为一类,雷电防护措施应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中关于一类建筑物的有关规定进行设计。把值班室防雷类别划分为二类,雷电防护措施应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中关于二类建筑物的有关规定进行设计。

3.1 防直击雷措施

3.1.1 炸药仓、雷管仓的防直击雷措施

按照炸药仓、雷管仓的结构特点(即长5m、宽 4m、高3米;长4m、宽4m、高3m),考虑到保护的有效性和可实行性问题,防直击雷的措施宜采用独立接闪线杆和建筑物接闪线杆、接闪带结合的方式。

当采用独立接闪杆的方式来防止直击雷时,应计算独立接闪杆的高度,独立接闪杆和炸药仓与雷管仓在高度为3米时的距离为bx1=4+3+3=10米,因为有2处接地,炸药仓与雷管仓本身建筑物的接地距离炸药仓与雷管仓3米,然后独立接闪杆距离建筑物的接地的安全距离也是3米。所以雷管仓中心位置到独立接闪杆bx1=10米,中心点到雷管仓最远端的距离为5/2=2.5米独立接闪杆到雷管仓最远端为bx,估计勾股定理得出:

炸药仓与雷管仓在hx=3米高度的xx′平面上的保护宽度bx=10.3米,按以下公式进行计算:

式中bx-接闪线在hx高度的xx′平面上的保护宽度(m);h-独立接闪线杆的高度(m);hr-滚球半径,按本规范相关规定取值(m);hx-被保护物的高度(m)。

综合上述所得,炸药仓与雷管仓的高度hx=3米,滚球半径hr=30米,炸药仓与雷管仓在hx=3米高度的xx′平面上的保护宽度bx=10.3米。第一类hr=30米。

通过上述公式来计算出独立接闪杆h的高度,计算结果如下:

炸药仓、雷管仓的独立接闪杆的接地体应与第2级的防雷接地体相距3米的安全距离,且这2个独立接闪杆的接地体应相互连接,而且接地电阻值应不大于10Ω。如果电阻值过大,应外引接地体,或者加长效降阻剂的方法降低接地电阻值。

3.1.2 炸药仓、雷管仓、值班室的第2级防直击雷措施

炸药仓、雷管仓、值班室直接在其建筑物上面安装第2级的防雷设施,直接在建筑物上加装接闪杆、接闪带,在距离建筑物3米的地方安装接地体。并用4条引下线与接地体相连接。炸药仓、雷管倉建筑物里面的金属门、窗户、静电球要与这个接地体相连接。接地电阻值应不大于10Ω。值班室应加装1个电源SPD的接地。如图示2所示。

3.2 防感应雷措施

3.2.1 建立联合接地系统和第2级防直击雷的接地体相连接,形成等电位防雷体系。将建筑物的基础钢筋,梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好接地的法拉第笼,将建筑物各部分的交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地与建筑物法拉第笼良好连接,避免接地线之间存在电位差,消除感应过电压产生的原因。所有进值班室的信号线、电源线都要套金属管,金属管都应和接地体相连接。

3.2.2 电源系统防雷

在高压端各相安装防雷装置作为第一级保护,在低压侧安装阀门式防雷装置作为第二级保护,在值班室安装防爆型电源避雷箱作为第三级保护。

其电涌保护器的选型见表1。

4 结束语

梅县区炸药仓库在设置了雷电防护装置之后,炸药仓、雷管仓的独立接闪装置可以有效地接受雷电流,并且泄放于大地,使得雷电流对炸药仓、雷管仓带来的危害给予了有效的防护。同时完好的雷电脉冲防护装置、闪电感应防护措施以及防闪电电涌侵入措施可以全面的保护整个炸药仓库的安全运行,也对人身财产安全起到了保护作用。

虽然对其炸药仓库进行了全面的雷电防护设计,但仍存在许多不足之处。今后在工作中积极的探索及研究更有效、更合理、更安全的雷电防护方案,避免雷电为我们的生活造成危害。

参考文献:

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