梵净山新金顶景区防雷措施商榷

周道刚,　任达盛,　张　逸,　杨红新

(1.贵州省防雷减灾中心, 贵州 贵阳　550002;2.铜仁市防雷中心, 贵州 铜仁　543000)



梵净山新金顶景区防雷措施商榷

周道刚1,任达盛1,张逸2,杨红新2

(1.贵州省防雷减灾中心, 贵州 贵阳550002;2.铜仁市防雷中心, 贵州 铜仁543000)

介绍了梵净山新金顶景区防雷装置整改情况,分析了防雷装置整改后存在的问题。提出整改后防雷装置连接方式基本符合QXT 264—2015《旅游景区雷电灾害防御技术规范》规定,但针对景区特殊的地质、地形、气象环境情况,这种做法存在直击雷击隐患。

旅游景区; 防雷装置; 防雷措施; QXT 264—2015

0　引　言

铜仁地区梵净山是我国首批国家级自然保护区,其新金顶旅游景点是国家4A级旅游景区,海拔高度为2 226～2 336 m,地质状况较为恶劣,以变质板岩、变质砂岩为主。2011年11月5日上午11点5分,景点发生34名游客遭受雷击(其中12人重伤)的安全事故。文献[1]在介绍了事故调查现场情况基础上,较详细地分析了此次事故发生的原因;为了指导梵净山景区管理部门科学、合理地完善新金顶景区的防雷技术措施,2012年贵州省防雷减灾中心对该景点进行了雷电风险评估,就景点存在的雷击风险进行了分析,提出了具有针对性的雷电灾害风险防护措施建议[2]。2013年,景区管委会对景区防雷装置完成了第一期整改和完善工作,并请当地防雷装置检测站进行了现场检测;为了解此次防雷装置整改、完善的实际情况,2014年11月省防雷减灾中心会同铜仁市防雷中心到梵净山新金顶景区进行了情况了解、现场查看。本文针对此次现场查看到的防雷装置实际情况及存在的安全问题进行分析。

1　景点防雷装置整改概况

根据文献[2]建议,景区防雷装置主要整改情况如下:

(1) 新金顶,海拔2 336 m,建筑物有释迦殿(长7 m、宽6.3 m、高4.5 m)、弥勒殿(长7 m、宽6.3 m、高4.5 m);构筑物有彩虹桥、登山步道、观景台;释迦殿与弥勒殿为砖混结构,且通过彩虹桥相互连接;其防雷装置整改情况为:恢复释迦殿、弥勒殿屋面损坏的避雷带,两殿避雷带接地利用40 mm×4 mm扁钢下引至普渡广场接地装置,新金顶上、下通道铁链护栏处全部采用40 mm×4 mm扁钢进行跨接,使从新金顶至普渡广场护栏铁链形成电气连接成一体。普渡广场承恩寺内更换被损坏的电源及信号线路电气系统电涌保护器。

新金顶释迦殿、弥勒殿屋面避雷带如图1所示。

图1　新金顶释迦殿、弥勒殿屋面避雷带

上、下通道铁链护栏电气跨接如图2所示。

图2　上、下通道铁链护栏电气跨接

(2) 龙风亭,位于索道上站与万宝岩区域之间,海拔2 181.0 m,为正三角形钢筋混凝土结构建筑物,边长为6.0 m,高8.0 m。该处增加接地装置,铁链护栏与龙风亭柱筋进行电气连接,如图3所示。

(3) 万宝岩区,位于索道上站至普渡广场约500 m处。建筑物有服务房、办公用房、万宝岩公厕;构筑物有登山步道;登山梯步道由混凝土和石梯步组成,其梯步宽1.5 m,护拦由钢筋混凝土柱、铁链护栏组成;石护栏长14.0 m,铁链护栏长95.2 m,高1.25 m。该区域沿线安装有路灯,路灯电源线路大部分穿PVC埋地敷设(深度10 cm),部分线管裸露在外面。95.2 m长的登山梯步铁链护栏全部用扁钢进行电气跨接;路灯电源线路改用穿金属管埋地敷设,对服务工作房、办公用房、万宝岩公厕进行了防雷装置完善。万宝岩区铁链护栏如图4所示。

图3　龙凤亭铁链护栏

图4　万宝岩区铁链护栏

2015年,当地防雷装置检测站对该景区的防雷装置进行了检测,除普渡广场承恩寺防雷装置符合GB 50057—2010《建筑物防雷装置设计规范》[3]要求外,新金顶防雷接地装置工频接地电阻达80 Ω,远达不到小于10 Ω的设计要求。在铁链护栏支撑水泥柱处尽管采用焊接跨接方式,但铁链金属环之间电气连接不合格。

2　整改后存在问题

整改后景区建筑物防雷装置符合GB 50057—2010要求,但由于景区以变质板岩、变质砂岩为主的恶劣地质状况,新金顶的释迦殿、弥勒殿避雷带无法就近接地,两殿避雷带接闪雷电后雷电流无法尽快入地泄放散流[4-6]。为了解决该问题,设计施工单位将释迦殿、弥勒殿接地装置用截面积50 mm2镀锌钢绞线和40 mm×4 mm扁钢引下到山脚与铁链护栏接地扁钢(埋地深度小于100 mm)连接,通过铁链护栏接地扁钢连接到普渡广场接地装置,形成共用接地装置方式散流。

通常情况下,这样的设计施工是可行的。然而梵净山新金顶景区地表均为变质板岩、变质砂岩石块和苔藓类灌木,基本没有土层,施工安装符合要求的接地装置十分困难,特别是释迦殿、弥勒殿接地引下线,沿金顶垂直悬崖靠崖而下至新金顶下行通道最低点转弯处与铁链护栏接地扁钢连接,这些接地扁钢裸露在地表,无法将雷电流尽快泄放入地,存在较大的雷击事故隐患。

根据GB 50057—2010,按照第三类防雷建筑物,释迦殿接闪带接闪首次直击雷击时,基础处出现的瞬间雷电高电位为

U=UR+UL=IRi+ L0hxdi/dt

式中:UR——雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降;

UL——雷电流流过防雷装置时引下线上的电感电压降;

Ri——接地装置的冲击接地电阻;

I——雷电流幅值;L0——引下线单位长度电感,取1.5 μH/m;

hx——新金顶与普渡广场高差;

di/dt——雷电流陡度,取10 kA/μs。

采用江口县防雷检测站检测报告,Ri取最小值10 Ω,新金顶与普渡广场高差hx=100 m,则100 kA首次雷击电流闪击新金顶释迦殿屋顶接闪带时,释迦殿基础扁钢处的瞬间雷电高电位约为U=100×10+1.5×100×10=2 500 kV。

新金顶释迦殿接地装置与普渡广场接地装置之间存在大约有2 500 kV瞬间雷电电位差;尽管下行通道铁链护栏安装有接地扁钢,但接地扁钢实际埋设深度不超过100 mm,基本没有接地效果,因此整个新金顶上、下行通道铁链上将出现瞬间雷电高电位,即当新金鼎释迦殿或弥勒殿中任何建筑物接闪带遭受雷电闪击时,接闪带接闪到的雷电流几乎全部沿游览观光上、下行通道铁链护栏至普渡广场。

3　旅游景区防雷

对于旅游景区雷电防护,一般防雷技术人员都是参照GB 50057—2010、GB 50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等相关技术规范进行设计、施工。由于旅游景区多数较空旷、建筑物少且体量小,多数建筑物达不到第三类防雷建筑物标准,故采用上述两个标准实施景区雷电防护措施,特别是游客游道的防雷设施整改(一般按照人员密集场所考虑,接闪器保护范围滚球半径采用45 m、接地电阻小于10 Ω),存在技术要求过高、建设费用过大、破坏旅游景区原始生态环境的情况。

为了解决旅游景区雷电防护问题,2015年颁布实施了行业标准QX/T 264—2015《旅游景区雷电灾害防御技术规范》[7]。

(1) 该标准集工程性措施和非工程性措施于一体,对旅游景区的雷电防护措施、雷电监测预警和防雷装置的检测与维护方面进行了比较全面的规定[8-9]。

(2) 规定旅游景区进行防雷设计前应进行雷击风险评估,通过雷击风险评估将旅游景区分为高、中、低雷击风险区,并针对不同的雷击风险区给出了相应的防雷技术规定,保证了旅游景区雷电防护措施设计的科学性、合理性、有效性。

(3) 兼顾到旅游景区的特殊地质情况,分别将高、中雷击风险区的接闪器接地电阻确定为小于20 Ω、30 Ω,接闪器保护范围滚球半径分别为60 m、100 m。这些符合实际情况的适用性措施规定,保证了旅游景区防雷设计的科学性、合理性,减少了旅游景区雷电防护建设费用,降低因防雷装置施工造成的对景区原始生态环境破坏,如本文所述景点采用该规范设计实施防雷整改,综合效果明显。

(4) 该标准技术规定也适宜新农村小区,特别是山区村寨民居雷电防护。

4　结　语

近年来,旅游景区雷击事故时有发生,景区防雷安全成为人们关注的焦点。但合适的防雷技术标准欠缺成为旅游景区防雷设计、整改的障碍,梵净山新金顶景区防雷整改项目即是典型案例之一。QX/T 264—2015填补了旅游景区雷电防护技术空白,为今后旅游景区雷电防护提供了较为完善的技术思路和方法,但该标准第4.1条规定:旅游景区的雷电灾害防御,应在调查地理、地质、气象、环境等条件和雷电活动规律、旅游景区特点等基础上,确定防护措施。针对梵净山新金顶景区上、下行游道金属铁链护栏防雷整改,按照QX/T 264—2015第5.2.3条规定:“游道两侧的护栏宜采用高强度非金属材料,当采用金属材料时,应不大于25 m做一次接地,并设置警示牌”,则整改费用太高且存在安全隐患,故采用文献[4]提出的“接闪、均压、拦截、隔断、接地”防护措施比较妥当,但综合实施效果符合QX/T 264—2015的一般规定。

[1]周道刚,任达盛,周文钰,等.梵净山雷击事故原因分析[J].中国雷电与防护,2013.

[2]贵州省防雷减灾中心.梵净山新金顶景区雷电风险评估报告[G].2012.

[3]建筑物防雷设计规范:GB 50057—2010[S].

[4]任达盛,吴爱萍,杨胜海,等.梵净山新金顶景区防雷措施探讨[J].贵州气象,2013(3):57-58.

[5]钟有萍,舒国勇,晏理华.梵净山对局地气候的影响分析[J].贵州气象,2011(6):25-28.

[6]唐子琦.浅谈旅游区如何做好防雷击工作[J].科技资讯,2012(23):246.

[7]旅游景区雷电灾害防御技术规范:QX/T 264—2015[S].

[8]虞昊.现代防雷技术基础[M].2版.北京:清华大学出版社,2006.

[9]甘孝明,周文钰,彭文伟.代平农村民居雷电防护现状分析及措施[J].贵州气象,2015(6):75-78.

Discussion About Lightning Protection Measures of New Jinding Tourist Area in Mount Fanjing

ZHOU Daogang1,REN Dasheng1,ZHANG Yi2,YANG Hongxin2

(1.Guizhou Province Lightning Protection and Disaster Mitigation Center, Guiyang 550002, China;2.Tongren Lightning Protection Center, Tongren 543000, China)

This paper introduced the rectification of lightning protection device of New Jinding tourist area in Mount Fanjing,and analyzed the existing problems after the rectification of lightning protection device.It is pointed out that the connection type of lightning protection device after the rectification is largely in line with QXT 264—2015 stipulations.But it has potential direct lightning hidden danger for the special geology,landform and meteorological environments of tourist area.

tourist area; lightning protection device; lightning protection measures; QXT 264—2015

周道刚(1963—),男,高级工程师,从事防雷技术推广应用方面的工作。

TU 856

B

1674-8417(2016)07-0049-04

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.07.013

2015-11-06

任达盛(1967—),男,工程师,从事防雷检测工作。

张逸(1979—),男,工程师,从事防雷检测工作。