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小型炸藥庫(kù)的防雷設(shè)計(jì)意見(jiàn)

摘要：本文通過(guò)實(shí)例，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的防雷技術(shù)就小型炸藥庫(kù)（民爆倉(cāng)庫(kù)）的雷電防護(hù)做出全面解析；通過(guò)本文可了解炸藥庫(kù)面臨的雷電風(fēng)險(xiǎn)，將理論運(yùn)用到實(shí)際，對(duì)炸藥庫(kù)實(shí)施全面的防雷保護(hù)措施。

 
關(guān)鍵詞：炸藥庫(kù) 防雷技術(shù) 直擊雷 靜電防護(hù) 接地電阻
 

前 言

        隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)高歌猛進(jìn)。為更好的為基礎(chǔ)建設(shè)提供爆破服務(wù)，國(guó)內(nèi)各大民爆公司不斷興建民爆庫(kù)房，以保證民爆物品能及時(shí)供應(yīng)。一般民爆庫(kù)房?jī)?nèi)設(shè)有炸藥庫(kù)與雷管庫(kù)，而民爆物品屬于易燃易爆危險(xiǎn)品，因此民爆庫(kù)房被納入一類(lèi)防雷建筑物。往往此類(lèi)建筑建設(shè)在人煙稀少的坡地，雷擊概率是洼地的幾倍甚至幾十倍。一直以來(lái)民爆庫(kù)房的防雷保護(hù)是庫(kù)房安全的頭等大事，隨著國(guó)家防雷規(guī)范的進(jìn)步，我們應(yīng)對(duì)民爆庫(kù)房的防雷有新的認(rèn)識(shí)并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的防雷標(biāo)準(zhǔn)。
 

一、民爆庫(kù)房有哪些雷電風(fēng)險(xiǎn) 
 

1.  直擊雷危害

        民爆庫(kù)房多為磚混結(jié)構(gòu)，遭受直擊雷襲擊時(shí)，閃電中的電壓高達(dá)幾萬(wàn)伏至十億伏，極易導(dǎo)致建筑物受損引起危害，并產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)或熱效應(yīng)和電火花，使產(chǎn)生燃燒和爆炸的危險(xiǎn)。

2.  感應(yīng)雷危害
       
       雷電放電時(shí)，對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)的金屬防爆箱、金屬門(mén)窗、鐵柵、金屬防鼠網(wǎng)等金屬導(dǎo)體產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，并形成電位差使金屬導(dǎo)體之間產(chǎn)生火花從而引起爆炸事故。庫(kù)區(qū)內(nèi)監(jiān)控設(shè)施，門(mén)衛(wèi)室用電線路均會(huì)受到感應(yīng)雷的威脅。

3．雷電波侵入危害

        雷電波侵入是指直擊雷、感應(yīng)雷沿架空線路或者管道等金屬的引入線引入庫(kù)房?jī)?nèi)，發(fā)生閃擊放電產(chǎn)生電火花而造成爆炸、燃燒等事故。

4．靜電的危害

        雖然靜電的電量雖然不大，但是，其電壓卻很高，因而容易發(fā)生放電，產(chǎn)生靜電火花，極易引起燃燒、爆炸。

        綜上所述，小型雷管炸藥庫(kù)的雷電危害方式主要有以上四種，不論哪一種都會(huì)產(chǎn)生電火花而產(chǎn)生爆炸和燃燒的危險(xiǎn)。
 

二、實(shí)例說(shuō)明如何有效采取防雷保護(hù)措施

 
        任何理論都應(yīng)建立在實(shí)踐之上，高于實(shí)踐又不脫離實(shí)踐，否則其理論毫無(wú)意義。下面筆者以真實(shí)案例進(jìn)行說(shuō)明，把相關(guān)防雷技術(shù)理論與案例結(jié)合，從而讓讀者對(duì)炸藥庫(kù)房的防雷有新的認(rèn)識(shí)。

       四川天宏爆破工程有限公司于四川省仁壽縣高家鎮(zhèn)戰(zhàn)勝村興建一處小型民爆倉(cāng)庫(kù)，內(nèi)設(shè)有三處5噸炸藥庫(kù)房，一處20000發(fā)雷管庫(kù)房。該倉(cāng)庫(kù)位于山坡上，屬于雷電高發(fā)區(qū)。經(jīng)查詢(xún)，該地區(qū)年平均雷暴日為35.1天。倉(cāng)庫(kù)所在位置相對(duì)高處的土壤層較淺約為30CM，相對(duì)低處的土壤層較厚約為2米。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，下面就上述提到的四大風(fēng)險(xiǎn)一 一設(shè)計(jì)防雷保護(hù)。

炸藥庫(kù)平面圖

1 直擊雷防護(hù)

        直擊雷是指雷電直接擊中建筑物造成建筑物損壞，并產(chǎn)生火花。接閃器能有效攔截可能擊中建筑物的雷電波，為了使接閃器對(duì)雷電進(jìn)行有效攔截，需要嚴(yán)格按照防雷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置避雷針的位置和高度。通常我們運(yùn)用滾球法來(lái)計(jì)算出避雷針的高度。
        炸藥庫(kù)長(zhǎng)8米，寬5米，高3米；滾球半徑R=30;避雷針安裝位置距離庫(kù)房3米，避雷針有效保護(hù)半徑不小于9米。
        利用避雷針保護(hù)半徑公式：
        
        已知：r=9 ，hr=30， hx=3
        計(jì)算得出 h=9.65
        因此避雷針的高度應(yīng)設(shè)置為10米高。
        運(yùn)用此公式同樣可以計(jì)算出其余庫(kù)房避雷針的高度。

        根據(jù)防雷標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50057-2010，直接雷的接地電阻值應(yīng)小于10歐姆。在常用的接地材料中， 我們選取比較經(jīng)濟(jì)的熱鍍鋅角鋼做為垂直接地體，熱鍍鋅扁鋼做為水平接地體，在距離庫(kù)房3米遠(yuǎn)的位置做接地網(wǎng)，并將所有避雷針連接至地網(wǎng)。從而做到有效防護(hù)直擊雷。

2.  感應(yīng)雷防護(hù)

        前面了解了感應(yīng)雷的產(chǎn)生條件，我們便可以對(duì)感應(yīng)雷做出有效的防護(hù)措施，具體措施為：
        在雷管庫(kù)和炸藥庫(kù)屋面上設(shè)置明式避雷帶，并分別設(shè)置兩組引下線接地作為雷電感應(yīng)的防護(hù)措施。其接地裝置與避雷針的接地裝置嚴(yán)格分開(kāi)，并滿足“地中距離 Sel≥0.4Ri且不得小于3米”的要求。這樣不僅可以大大削弱雷擊避雷針時(shí)在庫(kù)房?jī)?nèi)的金屬防爆箱、金屬門(mén)窗、鐵柵、金屬防鼠網(wǎng)等金屬導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而且還能避免因避雷針保護(hù)范圍失效引起的繞擊。

        庫(kù)房?jī)?nèi)的金屬防爆箱、金屬門(mén)窗、鐵柵、金屬防鼠網(wǎng)等金屬均應(yīng)作等電位連接技術(shù)處理，進(jìn)行嚴(yán)格接地，并與外部屋面避雷帶共用同一個(gè)接地裝置，防止反擊的危險(xiǎn)。

3.  雷電波入侵的防護(hù)

       因?yàn)閹?kù)房周?chē)鷽](méi)有架空線路，也沒(méi)有金屬管道引入到庫(kù)房?jī)?nèi)，因此在這個(gè)案例中，可以不用采取措施。

4.  靜電防護(hù)

        靜電是通過(guò)摩擦引起電荷的重新分布而形成的。炸藥庫(kù)屬于靜電引燃（爆）危險(xiǎn)場(chǎng)所，靜電的危害不容忽視。因此我們需要再庫(kù)房門(mén)口設(shè)置釋放靜電的裝置，即人體靜電釋放儀，操作人員在進(jìn)入庫(kù)房之前，只需觸摸靜電釋放儀便可釋放人體靜電。同時(shí)工作人員在對(duì)雷管炸藥進(jìn)行裝卸、儲(chǔ)存等操作時(shí)應(yīng)輕拿輕放，盡量減少碰撞；庫(kù)房?jī)?nèi)的所有屬靜電導(dǎo)體的物體必須接地，并與防雷電感應(yīng)共用同一接地裝置；工作人員應(yīng)穿無(wú)靜電點(diǎn)燃危險(xiǎn)的工作服和防靜電（導(dǎo)電）鞋，以防止人體帶電；禁止在庫(kù)房?jī)?nèi)穿脫衣服、帽子或類(lèi)似物；在庫(kù)房門(mén)前設(shè)置靜電樁，工作人員進(jìn)入庫(kù)房前應(yīng)有效接觸靜電樁以消除人體身上所帶的靜電，靜電樁的接地裝置也與防雷電感應(yīng)接地裝置共用。
     
        綜上所述，一套完整的炸藥庫(kù)防雷方案應(yīng)該按嚴(yán)格按照以上所述措施進(jìn)行安裝施工，下圖為完整防雷平面圖供讀者參考：

防雷接地平面圖

三、文獻(xiàn)及依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
 

1、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 GB50343-2004   
2、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50057-2010
3、《雷電學(xué)原理》 北京：氣象出版社（2003）
4、李良福·易燃易爆場(chǎng)所防雷抗靜電安全檢測(cè)技術(shù)﹒北京：氣象出版社（1997）
5、《民用爆破器材工廠設(shè)計(jì)安全規(guī)范》（GB50089-98）
6、《小型民用爆破器材倉(cāng)庫(kù)安全標(biāo)準(zhǔn)》（GB15745-95）
7、《防止靜電事故通用導(dǎo)則》 （GB12158-90）

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2016年3月29日