岳阳市某棉花仓库防雷现状效果评估分析

聂武夫 刘敏 粟锴

摘要    本文以岳阳市某棉花仓库为例，结合评估现场勘查、测试、采集数据过程，详细探讨了棉麻储备仓库开展防雷装置现状评估工作中应注意的问题，以期为棉麻储备仓库的雷电防护提供参考。

关键词    棉花仓库;防雷装置;效果评估;湖南岳阳

中图分类号    TU856        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）13-0190-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

雷电灾害是最严重的自然灾害之一。全国因雷击导致火灾、爆炸、建筑物内设备损坏等事故频繁发生，对人民生命财产安全构成了严重威胁。棉花仓库存储有大量可燃物质，一旦受到雷击，很容易导致起火、燃烧等恶性事故，造成极严重的损失，后果不堪设想。因此，有必要对仓库的防雷现状效果进行评估，并对评估过程中现场勘查、测试及数据采集等应注意的问题进行探讨。

现以岳阳市某棉花仓库为例进行相关分析。该仓库现有主要建筑物包括：直属库办公楼;消防二中队营房;2号门卫、发电机房;1号门卫;消防泵房;食堂餐厅;宿舍楼;1#～17#仓库;地磅房。其中1#～17#仓库为火灾风险防范的核心区域。

1    1#～17#仓库、设备库

1.1    防雷类别

根据仓库的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，1#～17#仓库应按第二类防雷建筑物设防，设备库按第三类防雷建筑物设防[1]。

1.2    接闪器

1#～17#仓库大部分采用接闪网作为其接闪器，接闪带沿仓库顶部四周及屋脊进行敷设，其中1#、5#、8#、12#、16#仓库采用接闪网和接闪杆混合组成的接闪器进行防护，17#仓库和设备仓库采用金属屋面作为其接闪器。

1.3    材料规格

各仓库接闪带采用规格为Φ10.2的镀锌圆钢，符合规范要求。

1.4    施工工艺

各仓库接闪带平正顺直，拐角处≥90°，焊接采用双面焊，焊接长度为10 cm，焊缝饱满无遗漏，接闪器未锈蚀1/3以上，符合规范要求。

1.5    锈蚀状况

接闪网未发现明显机械损伤、断裂及严重锈蚀现象，未绑扎或悬挂电源线路和信号线路，但接闪带已锈蚀，必须加强日常维护工作。

1.6    保护范围

接闪网布置的网格尺寸一般为13 m×9 m或13 m×11 m，不符合规范要求。

1.7    应力测试

各仓库接闪带支持件均能承受49 N的垂直拉力，符合规范要求。

1.8    支持件工艺

固定点支持件间距均匀、固定可靠，支持件间距在1.0～1.1 m之间，符合水平直线距离0.5～1.5 m的要求。屋顶四周支持件高度为120 mm，屋脊处为250 mm，四周支持件高度不符合《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）中“固定支架的高度不宜小于150 mm”的要求[2]。

1.9    补偿措施

除12#仓库外，其他仓库接闪带跨越伸缩缝处均未采取弧形跨接的补偿措施，不符合规范要求。

1.10    接闪杆设置

1#、5#、8#、12#、16#仓库除设置接闪网外，另外设置了法国杜尔梅避雷针。这种非常规接闪杆在针尖端部分装有能产生刷形放电的电脉冲装置，其利用雷暴时存在于周围电场中的大气能量，按预定振幅和频率，转换成高压脉冲，并把它通过尖端发射到空中，使接闪杆提前形成一个与雷云电荷相反的向上先导。相较于一般接闪杆，它产生先导的时间提前，向上先导按照该时间向雷云传播的距离便形成这种接闪杆的虚高，这样便可以使其保护范围得到扩大。考虑到我国防雷国家规范《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）采用滚球法确定建筑物接闪器的保护范围，故在本次分析中将其视为普通接闪杆，利用“滚球法”分析其保護范围。

库顶接闪杆高度为3 m，仓库高为15 m，故接闪杆在仓库高度平面的保护范围为：

R15=■-■=2.459

接闪杆直接与仓库顶部接闪网单点焊接，并且焊接处已锈蚀，必须做好日常维护工作。建议接闪杆与接闪网的连接点不少于2处，以提高其接地的可靠性。

1.11    接地电阻

接地电阻实质上反映了在某种土壤中接地装置泄放非正常能量的能力，减少接地电阻，即降低加在土壤上的电位，这是一种减小危害的有效方法。

据现场测试，1#～17#仓库及各附属设施的接地电阻均符合规范要求。

2    堆场

堆场1#～10#仓库一侧布置4根21 m的独立接闪杆。堆场尺寸为350 m×30 m，棉垛堆放高度不高于8 m，并且堆放时与独立接闪杆保持不小于5 m的安全距离。

棉垛的年预计雷击次数计算如下：

N=1×4.24×0.045=0.190 8次/a

根据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）中的第4.5.5条规定，粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场，当其年预计雷击次数≥0.05时，应采用独立接闪杆或架空接闪线防直击雷。独立接闪杆和架空接闪线保护范围的滚球半径可取100 m，故堆放的滚球半径取100 m。

堆场现有区域范围远远超出接闪杆的保护范围，建设单位须按照示意图重新规划堆放区域，确保棉垛处于接闪杆的保护范围之内。经检测，各独立接闪杆的接地电阻数据均符合规范要求。

3    办公楼

办公楼建筑物尺寸分别为32、15、9 m，年预计雷击次数为0.041次/a，可按三类建筑物进行防雷设防，辦公楼采用暗敷接闪网作为其接闪器，接闪带位于脊瓦下方，存在屋顶遭雷击时一些混凝土或瓦片碎片脱落或破坏的可能性，建议尽量避免雷雨天气时在办公楼周围停留。

办公楼及附属设备具体各测点的接地电阻检测结果如下：办公楼旗杆、网络机柜、室外网络箱接地电阻不符合规范要求，必须做好接地处理。

4    消防监控室及综合布线

监控室内线路布置较为杂乱，强电和弱电未分开屏蔽敷设，应对线路重新合理布线，通过电缆金属槽道或钢管布设，保持槽道或钢管的电气连通性，并且在两端良好接地。设备外壳、设备机架等做好等电位连接。

消防监控室具体各测点的接地电阻检测结果如下：消防监控室配电PE地、SPD泄流地、电池柜、UPS等接地电阻不符合规范要求;静电地板、一道门配电箱、车牌识别系统等未接地，应做好等电位连接;柴油罐接地电阻不符合规范要求，并且5个螺栓以下的法兰盘未跨接，必须做好接地和跨接处理。

5    电源浪涌保护器

雷击输电线路导致雷电侵入，可能损坏电气设备而造成大面积停电，给直属库的正常运转带来严重的影响和更大的经济损失。

整个直属库的配电系统共分为3级，电源浪涌保护器应按两级设防，其中总配电进线处为第一级，应装设冲击电流Iimp不小于15 kA（10/350 μs）或者标称电流In不小于60 kA（8/20 μs）的电源浪涌保护器;1#～17#仓库内电源箱、消防水泵电源、食堂电源、消防监控室电源、2#门卫电源、备勤楼电源、库区照明电源、消防楼办公楼电源为第二级，应设置标称电流In不小于40 kA（8/20 μs）的电源浪涌保护器。

经现场核实，直属库内已装设电源浪涌保护器的位置有消防控制室一控制柜内装设有一组型号为DXH01-380X/60 kA的电源防雷箱，标称通流量为60 kA，现场无法测试，工作显示正常。1#～17#仓库的弱电配电箱内均装设有型号为LHY1-C的电源防雷模块，标称通流量为20 kA。备勤楼配电箱内装设有型号为LBO-D20的电源防雷模块，标称通流量为10 kA。消防监控室配电箱内装设有型号为DXH-6F的电源防雷模块，标称通流量为20 kA。除上述部位外，其他位置均未按规范要求安装电源浪涌保护器。

从数据来看，消防控制室一配电箱、1#～17#仓库弱电配电箱、备勤楼配电箱、消防监控室配电箱等处所有检测的电源浪涌保护器模块参数均正常，但所有已安装的电源浪涌保护器的标称通流量均小于规范要求参数值，应予以更换[3-4]。

6    现状效果评估结论

建（构）筑物因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建（构）筑物所引起的人身伤亡、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，但建筑物安装防雷装置后并非万无一失，即使按照国家技术标准规范安装的防雷装置的防雷安全度也不是100%[2]。

7    参考文献

[1] 李家启，李良福.雷电灾害典型案例分析[M].北京：气象出版社，2007.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范：GB 50057-2010[S].北京：中国计划出版社，2011.

[3] 刘玉林，张明明，侍瑞，等.池州市雷电时空分布特征及雷电防御对策研究[J].农业灾害研究，2018，8（2）：42-44.

[4] 王惠芳，张明捷.濮阳市农村雷电防御工作现状及对策[J].现代农业科技，2018（10）：220.