浏阳烟花爆竹生产基地防雷安全技术探析

浏阳烟花爆竹生产基地防雷安全技术探析

我省是全国乃至世界的烟花爆竹生产大省，近年来，烟花爆竹厂如雨后春笋般不断兴建。这些企业防雷工作现状如何？如何结合当地实际，运用现代雷电灾害防御新技术做好烟花爆竹厂安全防护措施？本期，湖南省防雷中心副主任王智刚为我们讲授《浏阳烟花爆竹生产基地防雷安全技术探析》，从浏阳区域雷电活动时空分布、典型雷电灾害事故等方面入手，分析烟花爆竹生产企业防雷安全技术现状，提出了烟花爆竹生产企业防雷安全措施存在的隐患，探析加强雷电预警预报、雷击风险评估、防雷装置检测和防雷安全管理体系建立的重要性和必须性。

湖南是我国乃至世界的烟花爆竹生产大省，而浏阳市又是我省烟花爆竹生产的重要基地，作为国家命名的“中国烟花之乡”，浏阳花炮产业发展甲冠天下，为湖南形象的提升和加快世界对湖南的了解起到了重要作用。近年来，烟花爆竹厂不断兴建，但由于对雷电灾害防御认识存在偏差，缺乏科学合理的雷击风险规划指导等种种原因，造成烟花爆竹厂雷电防护措施无法满足实际安全需求，尽管多数企业采取了防护措施，雷击隐患依然突出，导致事故频繁发生。据不完全统计，2006年-2010年浏阳市烟花爆竹企业共发生重大雷击事故8起，直接经济损失五百多万元。烟花爆竹企业对雷电具有很强的敏感性，雷电灾害已成为制约烟花爆竹企业安全发展的重要因素。因此，探析浏阳烟花爆竹生产基地防雷安全技术，对于各烟花爆竹生产企业如何结合当地实际，运用现代雷电灾害防御新技术，做好烟花爆竹厂安全防护措施，具有重要意义。

一、浏阳市雷电活动时空分布

浏阳市位于湖南省东部偏北，总面积5007.75平方公里，全市地势东高西低，为丘陵地貌，地处亚热带季风气候区，年均雷暴日约为62天，为强雷区。据湖南省闪电监测网统计，由图1可以看出，每年各月均可出现雷暴，呈双峰排列，尤以4、8月为甚。浏阳市2007年至2009年共发生云闪和地闪14147条，平均负闪强度为-50.17KA，较易出现雷击事故。此外，由图2还可以看出，午后和傍晚是闪电的高发时段，易因雷击事故造成人员伤亡，应密切关注雷电天气，做好防御措施。

图1 浏阳市1971年-2011年雷暴日月分布图

图2 浏阳市2007-2010年闪电逐时分布图

图3统计的是5×5公里网格尺寸内闪电发生年平均次数，可以看出浏阳市闪电的主要集中区域，并且在这些区域分布众多烟花鞭炮生产企业，雷击事故发生概率高。

图3 浏阳市2007年-2010年闪电年均发生次数

二、浏阳市烟花爆竹生产基地几起典型的雷电灾害案例

目前，浏阳市有烟花爆竹工厂近千家，虽然大部分生产企业相对做了一些防雷工程，但一部分企业由于存在选址不当、工程质量良莠不齐、安全管理措施不到位等问题，引发了一系列重大雷击事故，造成严重的生命财产损失。

案例一： 2008年8月2日晚上8点10分左右，浏阳市沿溪永兴花炮厂因直击雷引发一间成品仓库爆炸并被夷为平地，厂区内其它库房不同程度损坏，爆炸冲击波造成附近多间房屋破损，经济损失惨重。

引发雷击原因：没有安装任何防雷设施。

案例二：2008年8月2日晚上8点45分左右，浏阳市三口乡白路花炮厂出现雷暴、阵雨天气，雷击以雷电波侵入的形式击穿电表，导致电源线路多处被烧毁。并引发大火，整个车间被烧毁。损失价值5万多元的禙皮车间一间，价值8万多元的半成品花炮材料60多斤，总经济损失约14.7万。

引发雷击原因：没有安装防雷设施。

案例三：2010年7月6日凌晨3点20分左右，湖南庆泰烟花制造有限公司平桥工区49#包装收发室，51、52#组装装药间，50#安装车间上方看到了两束光呈直线往下劈，随后听到了很大的雷声，当时闪电非常频繁、激烈。闪电过后四栋仓库被毁坏，幸好没有造成人员伤亡。

引发雷击原因：49#包装收发室、50#安装车间未安装防雷设施，且有电源线引入，疑似直击雷引起。

三、浏阳市防雷安全现状分析

我们在调查浏阳市雷电灾害现场过程中，发现大多数生产企业缺乏系统雷击风险分析和评估，导致防雷工作存在极大隐患，如区域选址不合理；接地装置分布位置错误；电源线路进出未采取等电位措施；电源、信号系统未进行过电压防护等等。最严重的问题是，当地防雷广泛采取的是“树针”的方法，容易带来诸多隐患，第一造成不必要的成本浪费，第二达不到受保护对象需要的防护等级，第三“高耸”的针体加大雷击接闪概率。根据避雷针的防雷原理，高耸的避雷针（线）往往更容易使厂区遭到雷击，提高了发生雷击事故的几率，一旦雷击电流过大，雷电流不能很快地泄放入大地，会产生闪电闪络，沿着厂房空隙进入厂房内，引起起火爆炸。建设框架式结构的原料、成品库房，应在屋顶设置隔热层，并在屋檐和隔热层上安装避雷带和避雷网格，并与柱内钢筋进行焊接；沿着库房外沿设置接地装置，使得接地电阻不大于10欧姆；在库房通风口和门窗设置金属网格，并与接地体连接，有效防止球形雷进入室内；对于厂区内小的生产作坊，则应分散布置，且对这些小作坊的原料、半成品和成品的堆放数量必须严格控制，即使遭到雷击，也不会对其他厂房和车间造成影响，损失也相对较小。

另外，很多生产、储藏烟花爆竹的厂房均为砖木结构，屋顶抗雷击非常弱，较弱的闪电和闪络均可将其击穿而引爆室内的爆炸物，而且屋顶与墙之间，也存在着较大的缝隙，这个也是球型雷的入侵路径。大型生产、仓储场所使用普通砖木结构，存在着防雷安全隐患，一旦发生雷击事故，往往带来巨大的经济损失，甚至人员伤亡。值得注意的是，部分烟花鞭炮生产、仓储场所位于地势较高的山坡或山顶上，有些甚至处于雷暴路径上，大大提高了这些场所的雷击概率，导致雷击引起的燃烧爆炸事故频繁发生。

在防御雷电波侵入方面，浏阳的烟花鞭炮企业大多属于中小企业，重要的生产、仓储场所一般仅有极少的灯、烘干机和碾磨机等机器。如果按照一类或者二类防雷建筑物的标准来设计多级防电涌措施，不仅投资相对较大，而且因电火花引发爆炸存在极大隐患。所以对于浏阳的烟花鞭炮生产企业，最经济适用的做法是做好屏蔽和等电位连接，并在雷电来临前断开电源闸。

四、防雷安全措施探析

根据上述分析，要切实做好烟花鞭炮工厂的防雷措施，应根据烟花爆竹工厂的实际现状和成灾原因，结合现代雷电灾害防御新技术，提出切实可行、有效的烟花爆竹厂安全防护措施。

1、“防”－雷击风险评估

“防”要防得住，不能随意地防、形式上防。花炮生产企业雷击隐患可以概括为盲目建设加剧风险、缺乏科学评估设计不当。究其原因，就是缺乏了安全可靠、技术先进和经济合理的雷击风险评估分析指导。雷击风险评估是根据项目的使用性质和所在地雷电活动时空分布特征等，运用科学的原理和方法，对区域范围内各个单元和各个灾害事件的危险程度、可能造成的损失程度以及防护效益进行评估，其主要作用有以下两点：

（1）雷电灾害风险评估对烟花爆竹生产企业的规划选址具有指导作用。结合地闪密度、地理环境、雷电灾害、雷电强度、人口密度、设备密集程度等评估区域雷击风险，能全面、准确地反映区域雷电灾害发生的风险大小。在规划选址阶段进行评估，选取雷电灾害潜势等级低的地方建设则可以将孕育雷电灾害的环境因素减到最小，从源头上避免先天不足。

（2）对已有的烟花爆竹企业进行一次全面的雷击风险评估，查出雷击隐患，提出安全实用和经济合理的雷电灾害事故综合防御方案，有针对性完善雷电防护措施，对提高建设项目的雷电防护水平，满足防雷安全需求将起到重要作用，同时也为保障烟花爆竹企业又好又快发展，打造湖南烟花品牌奠定坚实的基础。

2、“护”－防雷装置设计、安全检测

烟花爆竹生产企业雷电防护是一个综合工程，要充分考虑防雷问题的各个方面，针对生产企业不同区域的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，以及其危险等级、危险场所的不同，依据标准规范进行防雷工程设计。重点放在有效保护范围、接地装置和防静电措施上，解决好避雷针等直击雷防护装置合理设计、高土壤地区降阻、防腐、安装牢靠等问题。此外，在确保设计施工完善的基础上，还必须加强日常维护和常规检测，以有效地保证防雷装置处于良好的运行状态。烟花爆竹生产企业的雷电防护设施锈蚀、老化或失效是诱发雷击事故的重要因素，雷电防护设施的质量直接影响到烟花爆竹企业和周围环境的安全，必须严格落实各项安全检测程序，对烟花爆竹企业的外部防雷装置、内部防雷装置、防静电装置等进行检测和维护，尽可能地减少因雷电造成的危害。宜在雷暴高发的四月、六月、八月和每次雷击之后，进行一次全面检查，药物总库、药物中转间、晾药工房和成品库的防雷装置应按DB43/T 412-2008要求测试接地电阻。此外，还应切实加强防雷安全管理制度的建立，企业内部应设置防雷安全管理部门，按区域划分设置防雷安全责任人，对企业内部员工进行防雷安全知识培训，了解基本的雷电灾害防御和防护知识。

3、“御”－雷电监测预警

从雷电预防和防护技术的角度而言，现行通用的防雷方法，不论是传统的避雷针、避雷线和避雷网，还是各种避雷器，都属于被动和静态防雷。在科学技术日益发展的今天虽不能控制强烈的雷电，但是经过长期的摸索与实战，已形成一系列行之有效的雷电预警技术，而不再是被动地抗御雷电灾害。例如利用我省气象部门自主研发的雷电监测预警平台，可有效定位雷暴位置、强度和移动方向，从而在雷暴来临前形成及时、准确的雷电预警产品。烟花爆竹生产企业在雷暴临近前接受雷电预警信息，及时采取断电、人员撤离等防范措施，是目前最为有效避免雷击事故造成人员伤亡事故的技术手段。因此，建立科学有效的雷电防御体系，是提高烟花爆竹生产企业防御雷电灾害整体能力必不可少的重要环节。

结束语

雷电是一种自然现象，对于生产、储运大量易燃、易爆物质的烟花爆竹生产企业来说，极易发生爆炸火灾事故，雷害造成的经济损失和人员伤亡更是惨重的灾难。为减少或避免烟花爆竹生产企业雷电灾害事故的发生，应针对烟花爆竹生产企业的行业特性，采用现代雷电灾害防御新技术防患未然，切实做好各项雷电防护措施消除雷击隐患，提高雷电灾害防御能力，为烟花爆竹产业安全持续发展保驾护航。

本期专家 / 王智刚

应用气象高级工程师、全国雷电委员会委员、全国防雷工程专业设计施工甲级资质评委会委员、湖南省安全生产专家委员会专家、湖南省气象学会理事、成都信息工程学院客座教授、校外研究生导师。现任湖南省防雷中心任副主任、湖南省雷电预警中心主任。主要从事雷电科研与管理、防雷技术服务等工作。在科研、业务与技术服务管理岗位上，曾主持完成多项重点防雷工程项目的防雷设计与施工，编写出版了《湖南省新农村住宅建设雷电防护技术实用手册》、QX/T10.2-2007《电涌保护器在低压电气系统中的选择和使用原则》以及我省烟花爆竹企业雷电防护等多项技术标准。主持研发的《湖南省雷电监测预警综合业务平台》等业务系统获省政府科技进步三等奖。

（曹俊峰、罗建壮对本文数据收集和整理亦有贡献）

■责任编辑 林 洁