弹药仓库雷电危害及防护措施研究

谢俊磊，石敬涛，殷志军，郭胜强

（1.武汉军械士官学校，武汉 430075；2.3606工厂，侯马 043000；3.65196部队，铁岭 112000）

弹药仓库雷电危害及防护措施研究

谢俊磊1，石敬涛2，殷志军3，郭胜强1

（1.武汉军械士官学校，武汉 430075；2.3606工厂，侯马 043000；3.65196部队，铁岭 112000）

确保库存弹药及电气设施的安全，针对弹药仓库这个特殊的防雷主体，分析雷电对弹药仓库的危害，提出了弹药仓库雷电防护的具体方法和措施。结合弹药仓库防雷设施检查情况，指出了部分防雷设施在保护范围、接地电阻及设施方面存在的问题，提出了防雷装置的改进办法。

弹药仓库；雷电；防护措施

弹药仓库是重要的军事设施，为了满足战时弹药需求及平时训练消耗量大，库房内储存有大量具有易燃易爆性质的弹药。弹药库房一旦遭到雷电破坏，将造成严重后果，甚至威胁到周围民用设施的安全。因此，弹药仓库的防雷电问题必须引起高度重视，加强防雷设施建设和管理，避免发生雷击事故。

1 雷电对弹药仓库的影响及危害

雷电是大自然的放电现象，巨大的能量在极短的时间内释放，形成极强的高电压和强电流破坏力，电压可达几百万伏，雷击点发热量为500～2 000 J，可烧毁电力系统、破坏建筑设施，并导致易燃物品的着火和爆炸。由于弹药仓库内储存的弹药属于战略物资，具有易燃易爆的性质，且库房大都位于深山密林中，雷击频率较高，一旦被击中，就会造成巨大损失。上世纪70年代，苏联远东伯利市弹药仓库遭雷击爆炸，库区大部分库房炸毁，人员死亡达340人。雷电对弹药仓库的危害是多方面的且是巨大的，主要体现如下方面[1-4]。

1.1 直击雷

雷电放电时直接作用在物体上称作直击雷，它主要依靠电效应、热效应及机械效应对物体产生破坏。当直击雷作用在弹药库房时，在机械作用下会造成弹药库房损坏，在热作用下会导致库房发生火灾，威胁到弹药储存安全；当直接作用在弹药上时会导致弹药爆炸；直击雷如果作用在库区山林，则会引发山火，如扑救不及时也会威胁到库内弹药安全。

1.2 雷电波侵入

雷电作用在库房的电缆、金属管道及架空线路时，雷电波沿着这些通道侵入库房内部，危及库内弹药物资、电气设备及作业人员安全。

1.3 静电感应

静电感应对存放火工品或电点火的弹药的库房危害是很大的，雷云靠近地面时会产生强大电场，库区内金属物在强电场作用下会感应出大量的电荷。雷云和大地间的电场在雷云放电后会消失，但金属物上携带的感应电荷来不及逸散会形成高达数万伏的感应电压，具有极强的击穿能力，作用在火工品和电点火弹药上会产生严重后果。

1.4 防雷装置高电压反击作用

雷电放电，防雷装置受到雷击时，接闪器、引下线以及接地体上电压都非常高。如果库房内、外的电器设备、电器线路或其它金属管道与防雷装置距离相隔很近，它们之间就会产生放电现象，导致管道烧穿、电气设备绝缘破坏，严重时甚至会造成弹药等易燃易爆物品的燃爆事故[5,6]。

2 雷电防护的方法和措施

2.1 防直击雷措施

对于一些大型的库房，对防直击雷的防护可以考虑避雷针、避雷线及避雷带等避雷设施，通过建立良好的导电通道，使雷电流下泄，防止直击雷对库房作用。避雷针是接地的导电物，它的作用是将雷引到自己身上并安全导入大地。避雷针的保护范围是一定的，为了降低库房雷击概率，确保库房安全，弹药库房必须完全处于避雷针的保护范围之内。单支避雷针的保护范围可用滚球法进行计算，避雷针在高度hx平面上的保护半径按下式计算：

其中：Rx—避雷针在hx高度的xx′平面上的保护半径（m）；

hr—滚球半径(m)；

hx—被保护物的高度(m)；

h —避雷针高度(m)。

上述方法可以计算出单支避雷针的保护范围，但同时需要注意其接地点与库房弹药堆垛的距离，同时其接地电阻要小于规定阻值（10 Ω）。当需要保护的库房面积较大，单个避雷针不能满足要求时，可采用两支避雷针或多支避雷针联合保护，确保库房安全。避雷带及避雷线也是防直击雷的常用设施，且安装也比较方便，但各项指标必须要符合相关规定，包括长度、接地地点、与弹药堆的距离、截面积以及接地电阻值等均要严格符合GJB 2269-96《后方军械仓库防雷击术要求》的规定，确实达到防雷要求[6-8]。

2.2 防雷电波侵入措施

雷电波侵入对弹药库房设施造成破坏，危及弹药储存及作业人员安全，常用措施如下：除了在户外装设过电压保护器外，还可安装避雷器，或着将其金属保护物的埋地长度大于15 m，对于电子系统室外导线最常用的方法是有屏蔽层的电缆埋地或架空，另外要将其两端的屏蔽层与等电位的连接带相连。另外，为确保行人安全，要求防雷装置以及埋设的接地装置与人行通道距离应大于3 m。当距离不够时，应采取应对措施，常用的方法主要有铺设卵石或铺设沥青地面，沥青地面的厚度应大于50 mm，宽度应超过接地装置2 m，同时在避雷装置接地体附近还需设置防止跨步电压触电警示牌。

2.3 防止反击作用的措施

防雷装置承受雷击时，为防止雷电流产生的高强度冲击电压击穿设备之间的绝缘，引起剧烈放电甚至爆炸事故，最好的方法就是保证接闪器、接地体与临近的设备保持足够的安全距离。根据GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》及GJB 2269A-2002《后方军械仓库防雷技术要求》的规定，安全距离要超过5 m。

2.4 加装电涌保护器

为限制瞬态过电压和分泄电涌电流，最常用的器件是电涌保护器，电涌保护器主要用于保护办公区及库房电气设备设施安全的器件。电涌保护器在使用的时候需与被保护的设备并联，无电涌出现时电涌保护器呈现高阻抗，相当于保护电路断开；有电涌出现时呈现低阻抗，相当于将被保护的电器设备短路，进而将电涌电流泄入大地，这样就可以避免弹药库办公区及库房内电气设备免受雷电过电压的危害。

另外还需注意的是，在弹药库加装电涌保护器时，位置必须要合适：一是安装在靠近重要电气设备处；二是安装在户外线路进入库房处。电涌保护器在选用时，首先应选用电压保护水平值较小的保护器，接线合理同时应尽量缩短连接线长度，减小引线的感应压降[5]。

2.5 接地

接地有两个目的，一是防雷，防止因雷击而造成损害；二是静电接地，防止静电产生危害。对于弹药仓库而言，雷击和静电都可能会对弹药产生极大地危害。静电的形成十分复杂，与许多因素有关，静电在物体表面积聚到一定程度，满足一定条件时就会发生放电，作用在电发火弹药电火工品上就可能会导致事故发生，我军已发生过多起由于静电导致的弹药燃爆事故，造成了一定人员伤亡。静电消散的方式主要有两种，一是大地连接法，通过与大地连接，将物体表面电荷导走；二是空气接触，通过空气中异性电荷与使物体表面静电荷中和。目前，消除静电危害弹药仓库常采取的方法有：①接地良好，静电接地法是消除静电的有效方法，弹药库房、操作工间内的操作台、工具推车要可靠接地，工作台面要铺设导电胶皮；用电设备也要可靠与接地线路连接。②增湿处理，适当增加危险品车间空气湿度，使物体表面与附属设施之间形成导电通道，湿度在60～70%具有较好的导电效果。对于储存弹药的库房则不太适合用增湿法消除静电。③消除工作人员静电，消除工作人员静电方法主要有着防静电服、防静电鞋袜，工间内铺设防静电地板，工作人进入工间前应该进行静电释放[9-11]。

3 部分弹药仓库防雷设施存在的问题及改进措施

我军大部分弹药仓库建于上世纪60、70年代，防雷设施相对陈旧，年久失修，经对部分库房检查，发现防雷设施存在以下问题：

3.1 避雷针保护范围不够

按照GJB 2269A-2002《后方军械仓库防雷技术要求》的规定，采用滚球法对库房避雷针的保护范围进行计算，发现部分库房避雷针高度设置不符合规定，保护范围不能完全覆盖整个库房，有的避雷针经计算高度刚好合适，安全冗余不足[12]。

针对这种情况可采取增加避雷针的架设高度或增加避雷针的架设数量来扩大保护范围，根据不同形状的库房，可采取不同的架设方法。比如对于比较狭长的库房，可以采取两端架设避雷针，中间架设避雷带的方法，对于面积较大的方形库房，可采取在四周架设避雷带并与多根避雷针配合来扩大保护范围，效果很好。

3.2 接闪器、引下线及接地体的设置存在问题

经对库房防雷装置检查，接闪器、引下线、接地体存在的问题如表1所示。

对于以上问题，在进行防雷装置施工时，严格按照GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》及GJB 2269A-2002《后方军械仓库防雷技术要求》的规定，正确选择接闪器、引下线、接地体的型号，并按照要求进行安装，对出现的问题也应根据上述要求进行改造。

表1 防雷设施存在的问题

3.3 接地电阻不符合要求

按照GJB 2269A-2002《后方军械仓库防雷技术要求》的要求，库房接地电阻应不大于10 Ω，在库房实际检查过程中部分库房防雷装置接地电阻在20 Ω左右，远大于国军标要求。经分析，主要原因是受库房周边地形、环境以及地质条件的影响，导致了接地电阻过大的出现。

为使防雷装置接地电阻符合国军标要求，把接地电阻值降到10 Ω以下，可采取以下方法：

1）换土法。将粘土、泥炭、黑土等电阻率较低的土壤替换接地装置周围电阻率较高的土壤，具体方法是将接地装置周围土壤挖出，将准备好的上述几种土壤分层压实填入接地装置周围。还可添加木炭等易吸水物质，保证土壤的含水率，进而提高其导电性。

2）保水法。这种方法主要是通过提高接地装置周围土壤含水率，进而提高其导电性，降低接地电阻。具体方法可将接地装置埋在背阳潮湿的位置，周围种植植物，或将无腐蚀废水引向接地装置周围。

3）化学处理法。主要是在接地装置和土壤间填充化学物质，增加土壤的导电性。主要方法是灌注电解质，分层添加电解质和填入低电阻率混合物。

4）另外还可以采用远埋接地装置的方法，这种方法主要用于接地装置周围土壤不便改进，如接地装置附近为岩石，施工改造困难。

以上四种方法在实际运用中要根据具体情况灵活采用，其中保水法最为简单易行[13-15]。

4 结束语

防雷是一项系统工程，弹药仓库由于储存有大量易燃易爆物品，一旦遭受雷击后果十分严重，因此防雷工作尤为重要。在弹药仓库防雷工作中除了要完善各种防雷设施外，还应落实和加强防雷管理措施，定期对弹药库房防雷装置进行测试检查，对发现的问题及时进行整改，确保在雷雨季节来临前使弹药仓库的防雷设施处于良好状态。

［1］王军，康培民.雷电对后方仓库的危害及预防措施［J］.仓储管理与技术，2003（5）：40-41.

［2］虞昊.现代防雷击术基础［M］.北京：清华大学出版社，1995.

［3］陈先禄，刘渝根，黄勇.接地［M］.重庆：重庆大学出版社，2002.

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［8］易建政.安全技术与管理［M］.石家庄：军械工程学院，1992.

［9］张宝华，刘振宇，严凤斌.某弹药库房防雷设计方案［J］.装备环境工程，2012，9（6）：99—101.

［10］GB 50057-1994，建筑物防雷设计规范［S］.

［11］李德鹏.弹药储运安全［M］.石家庄：军械工程学院，2004.

［12］GJB 2269A-2002，后方军械仓库防雷技术要求［S］.

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［15］高振洲，高欣宝，李天鹏.军用仓库防雷接地设计探讨［J］.装备环境工程，2009，6（4）：57—60.

谢俊磊（1983.08-），男，汉，河南许昌人，硕士讲师，主要从事弹药维修技术研究。

Ammunition Warehouse Lightning Harm and Protective Measures

XIE Jun-lei1，SHI Jing-tao2，YIN Zhi-jun3，GUO Sheng-qiang1
（1.Wuhan ordnance officer school，WuHan 430075；2.Factory 3606，HouMa 043000；3.Unit 65196，TieLing 112000）

Aiming at the special subject of lightning protection of ammunition warehouse，analyzes the harm of lightning to the ammunition warehouse and the mode of action of lightning harm，this paper puts forward the specific methods and protective measures of the lightning protection for ammunition warehouse.Combined with the status of the inspection of lightning protection facilities of ammunition warehouse，points out the scope of protection，the existing problems of ground resistance and it facilities，and puts forward the improvement measures of lightning protection device.

ammunition warehouse；thunder and lightning；protective measures

TU856

A

1004-7204（2015）06-0039-04