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爆炸危险环境建筑物防雷设施选择与布置
于 卉,孙维凤
上海市松江区气象局,上海 201600
摘 要 爆炸危险建筑物因为在质量安全及稳定性方面都存在着严重的隐患,因此电气工程技术人员要对其防雷措施加以严格重视,采用有效合理的措施及先进的技术来对防雷设施进行选择和布置.本文从雷电理论出发,并从多个方面进行防雷设施选择和布置进行探讨.希望对于爆炸危险环境建筑物的安全保证具有借鉴意义.
关键词 爆炸危险环境；建筑物；防雷设施；选择布置
中图分类号 TU895 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）12-0052-02
作者简介：于卉,上海市松江区气象局.
孙维凤,上海市松江区气象局.
随着我国工业的发展,人们对爆炸危险环境提高了认识.爆炸危险环境中的建筑物若遭受雷击,甚至会出现人员伤亡事件,不仅会给人们带来严重的财产损失.对爆炸危险环境建筑物进行科学的防雷设施选择和合理布置非常具有必要性.
1 爆炸危险环境的相关定义
1.1 爆炸危险环境建筑物防雷等级
按照我国制定的GB50057-2010 标准《建筑物 防雷设计规范》,它针对了建筑物的重要程度、使用性能、雷电时间发生的概率以及后果严重程度等条件,将爆炸危险环境建筑物防雷分成了2 个类别.如表1 所示.除表中内容外,爆炸危险露天钢制封闭气罐也是第二类防雷建筑物的重要部分.
1.2 爆炸危险环境的等级
按照我国爆炸危险环境电力装置相关设计文件,其按照爆炸气体混合物的出现持续时间以及频繁程度,并针对爆炸气体环境根据以下标准进行了等级划分.如果区域内存在连续级释放源或者长期出现爆炸气体混合物则为0 区.如果区域内正常运行下可能存在爆炸气体混合物或者有一级释放源则为1 区.如果区域内正常运行下出现爆炸气体混合物概率很小、时间很短,或者有第二级释放源即是2 区.如果区域内有较好的通风条件,就要对爆炸危险区域内的等级进行降低,如果通风条件较差,可是适当的对爆炸危险区域等级进行适当提高.
2 防雷设施选择及布置
这次研究中建筑物都是爆炸危险环境建筑物.雷电危害主要有感应雷、直击雷以及雷电波侵入,本文研究针对前2 种.
第一,接闪器.雷电放电分为云间云内放电以及由地面高耸突出物正负先导电和与雷云正负导电荷中和形成的云地放电组成,云地放电也被称为直击雷.其点位最高可能达到数千万甚至上万伏特.若地面的突出物越高,如果想要让其产生上行先导,就必须要有越小的平均雷云电场以及相对放电的电流.要防止雷击放电对爆炸危险环境建筑物产生爆炸,就要设置好接闪器,接闪器主要由以下设施一种或者多种组成.分别是架空避雷线或者避雷网、独立避雷针、建筑物上安装的避雷带避雷网或者避雷针.避雷网或者避雷带要敷设在容易遭受雷击的建筑物部位.针对避雷设施保护范围的计算方法较多,我国目前采用最多的是滚球法计算方法,《建筑物防雷设施规范》中对其主要计算程度进行了详细的解释.为了保证保护范围能够更加合理且全面,在对接闪器进行布置的过程中,应该严格按照表2 所说措施.
第二,引下线.若雷电流通过借助接闪器完成引流之后,将会把雷电经过引下线在地下中和.因此,如果合理的布置引下线,会极大的降低雷电过电压.在对引下线进行布置时应该严格重视以下几点.首先,如果针对一类防雷建筑物,对其引下线布置应该明确：金属屋面周围要每18m ～ 24m 设置一次引下线接地；如果是预制构件组成或者现场浇制的钢筋混凝土屋面,需要在钢筋上焊接或者绑扎从而形成闭合回路,周围要每18m ～ 24m 设置一次引下线接地；如果建筑物上存在接闪器,那么周围要每隔不超过12m 的距离设置一次引下线.其次,如果针对二类防雷建筑物,对其进行引下线设置需要注意到,引下线的数量不能低于两根,并且要沿着建筑物周围对称或者均匀分布,另外要保证间距不超过18m.最后,如果是针对于一、二类防雷建筑物,若其并没有采取相关防雷措施,应该要符合表3 中所说的引下线防雷电反击距离.
第三,防雷接地装置.建筑物防雷效果会受到接地装置的选择和布置方式的极大影响.如果是针对架空避雷网或避雷线以及独立避雷针要保证其防雷接地装置要具有独立性,并且其安全距离要严格符合表3 所说.建筑物上装设的避雷设施,它的接地装置能够和防雷电感应接地以及电气设备接地合并设置,此时,接地电阻应该取三者电阻的最小值.如果不对3 种设施进行合并,那么其安全距离就要严格符合表3 所示.除此之外,要保证对直击雷进行预防的人工接地体要和建筑物的人行道或者出入口之间的距离不能低于3m,如果低于3m 要采取措施进行防范.具体措施有这几点.首先,保证水平接地体局部深埋要大于或等于1m.其次,水平接地体局部应该用绝缘物包上一层,可以应用厚度为50mm ～ 80mm 的沥青层,宽度要比接地体大上2m.再次,可以在接地体上敷设厚度为50mm ～ 80mm 的沥青层或者直接采用沥青碎石地面,宽度大于接地体两米.
第四,针对特殊建筑物防雷.若针对爆炸危险系数较高的露天钢制封闭气罐,壁厚不能低于4mm.虽然可以不用装设接闪器,但是必须要有接地装置,接地点不能低于两处,接地点两两距离不能超过30m,冲击接点电阻值不能超过30Ω,严格按照表2 内容设置放散管和呼吸阀.
3 结论
除此之外,选择该环境内的防雷设施需要保证对区域范围以及防雷等级的准确划分,从而为防雷工程提供方便,并节省成本.另外可以借助建筑物自身存在的布置防雷设施,采用等电位连结,从而降低安全距离设置难度,极大保证爆炸环境建筑物的安全.
参考文献
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