解析民爆仓库防雷装置

苗连杰

摘 要:民爆行业进入整合壮大发展新阶段,易燃易爆品等货物贮存场所必然随之增多,雷电是多类安全防护因素中主要自然灾害之一。作者依据新颁布的《建筑物防雷设计规范》技术条款,具体解析民爆仓库设计的防雷装置,深入探讨存在的疑惑问题,旨在引起民爆行业思索后,摒弃传统观念,借鉴先进的成熟措施,实现安全技术接轨。

关键词:民爆仓库防雷装置疑惑

中图分类号:TU895 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0098-01

1 民爆行业特点

民爆行业是指从事民用爆破器材的科研、生产、销售、储运、爆破工程设计、施工服务、质量检测、进出口等经济活动的企业总称。民爆仓库是指存储炸药厂、烟花爆竹厂及储存建筑物,归属常见的易燃易爆危险场所。由于其自身的“特殊性”,多数布设与山区或丘陵地带,远离道路和人员活动区,建筑高度多为一层,单体建筑之间有隔离安全防护措施。

2 民爆仓库的防雷分类

依据GB50057-2010和GB/T21431-2008国家技术规定,易燃易爆场所的建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。

凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者,属于第一类防雷,不致造成巨大破坏和人身伤亡者则属于第二类防雷;其区分在于是否“巨大”的界定,而“巨大”概念与国家《生产安全事故报告和调查处理条例》将事故划的4个等级,其间缺乏联结或诠释,因此各自理解不同导致存在防雷分类差异。

对不属于以上二类危险环境的易燃易爆场所,应根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果,并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素必然定为第三类防雷建筑物。

3 解析仓库防雷装置

现以某爆破器材仓库设计图纸为例,解析防雷装置:

3.1 整体设计思路清晰

库房和独立避雷针装置均按一类防雷设计,接地阻值7Ω,仓库长12m宽3m高3.6 m,四周设置环形接地体。独立避雷针在左右两侧各设一支、高11m、避雷针和接地体距离仓库均为5.7m,其它参数从略。

易燃易爆行业的车间、仓库等建筑物,由于内部各种金属管道等需要隔离,采用常规设计独立避雷针方法,用以保护比较低矮的地面建筑物符合规范要求、是完全适宜的。

3.2 基础接地

仓库和避雷针各自接地装置,布局科学合理,尤其是避雷针接地装置向远离仓库方向敷设,扩大了地下安全距离,提高了防地电位反击安全系数。良好的接地是雷电流泄放的基础,但接地阻值不必过于苛刻。如果要求≤1.0Ω,这在沙漠、山顶、岩土等土壤电阻率高的地带是很困难的,适当放宽后对降低施工难度、减少投资成本十分有益,准确的设计既要保证安全又要避免不必要的浪费。

框架结构建筑物应首先强调要充分利用其自身基础接地装置,在达不到接地效果时,才再在其周围增设人工接地装置,换言之,框架结构建筑物多数情况下不必安装人工接地体。

3.3 引下线、等电位连接

仓库四角各设计引下线和测试点,室内窗户和防静电板处设有等电位连接点,位置布局科学合理,并且标明了其材料规格、安装方式和依据安装图集及技术要求。但引下线还应明确一般应利用上下两层主筋中的两根通常焊接,并与接闪器和接地装置可靠焊接。

3.4 防直接雷击措施

3.4.1 接闪器

建筑物设计防直击雷装置的基本原则是:不仅要求通过合理有效的路径将直击雷能量向安全大地泄放,达到有效保护该建筑物本身、生命和财产安全,而且须为其内部的各类设备提供良好的电磁环境,智能建筑物就广泛应用“法拉第笼”原理,大大提高了防护直击雷和屏蔽ＬＥＭＰ侵入安全效果。

外露金属油气贮罐,当板厚度大于4mm时,贮罐可作为接闪器,其顶部不宜安设避雷针。但非金属油罐(如黄岛油库的混凝土结构)由于自身不具备接闪雷电能力,在考虑间距、保护范围等因素时,则需要在周边安设独立防雷接闪器(避雷针、避雷线、避雷网格)。

本仓库属于框架结构建筑物,仅设计了接地、引下线、等电位装置等,但没有要求敷设接闪器和与引下线焊接,现浇灌的或用预制构件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋网的交叉点没有要求焊接,致使接闪雷电流的通道不畅通,不符合建筑物规范设计要求。

民爆仓库的设计依然受行业惯例影响,缺乏彻底转变理念的勇气,应大胆引荐其它行业间的成熟方法和技术,充分利用建筑物的便利条件,全面实施“法拉第笼”防雷措施。

3.4.2 保护范围

避雷针和避雷线的“保护范围”是在实践理论基础上,为方便设计、计算推荐的理论方法,绝对不是实际测量的数据。如有折线法、网格法、圆锥法等。“滚球法”是以某一规定半径的球体,在装有接闪器的建筑物上滚过,滚球体由于受到接闪器的阻挡而无法触及某些范围,把这些范围认为是接闪器的保护范围。依据防雷类别选取不同的滚球半径,防雷级别愈高,“滚球半径”愈小,保护范围就愈小,防雷装置所拦截的雷电就愈多、效率愈高(图1)。

必需强调:按照任何技术规范设计的防雷装置的防雷安全度都不是100%。即使采用了最高类别进行防护,必然会大大降低了雷击概率,但半径很小的雷电依然可能袭击对被保护物,即可能发生通常讲的雷电绕击现象。

4 结语

防雷设计符合技术规范是最基本的前提保障,如果由于设计不当或违规施工等主要原因,就会造成建筑物本身防雷先天不足,给项目建设留下难以弥补的永久性雷击隐患。

因此,分析民爆仓库的防雷设计措施,探讨技术疑惑问题,在保证安全系数和尽可能减少不必要的经济费用前提下,与时俱进,博采众长,与其它行业成熟科学方法和防雷实践技术尽快接轨,必然更有利于长远安全。