火工品仓库防雷设施设计探析

【摘 要】雷电是一种严重的自然灾害，它时刻威胁着人类的生命和财产安全，完善良好的防雷装置是防御雷电灾害的重要措施。火工用品生产制造企业对其存储场地防雷安全并不注意，特别是地处农村和偏远地区的火工品仓库，很少安装完备的雷电防护设施。因此一定要完善火工仓库的防雷设施布设，加强防雷宣传，增强危险品生产制造企业的防雷意识，尽量减少雷击伤人事件的发生。本文以莆田市莆仙民爆火工品仓库为例，就该建筑物的接闪器、引下线和接地体、避雷器进行设计，形成一个完善的防雷安全系统，达到消除雷灾安全隐患的目的。

【关键词】雷电；火工品；设计

一、引言

随着现代社会的需求，危险品以及易燃易爆品等货物的储存场所需要进一步的扩大。不过这些物品有着一定的特殊性，如果发生了火灾或爆炸的话，其后果不堪设想，对社会造成巨大损失。[7]据不完全统计，福建省2002～2007年全省雷灾伤亡次数204次，其中农村雷灾伤亡次数165次，占总次数的80.9%。而火工品仓库又大多建设在较为偏远的农村或山脚下，土壤电阻率较高，一但发生雷击，电流无处泄放，将会对周围环境和人员生命产生严重的威胁。

本文所举案例-莆田市莆仙民爆火工品仓库位于莆田市涵江区的农村，涵江区年雷暴日43.2 天，属于雷击多发地区，仓库处于一块山坡旁较为平坦处，周围无高大建筑物，围墙外有较高树木，因而该仓库比较容易遭受雷击。

二、雷击危害和火工仓库防雷存在的问题

（一）雷击危害

雷击从作用方式上可分为直接雷击、间接雷击以及感应雷击三种。直接雷击的巨大瞬间功率将不仅能直接摧毁设备，还可能造成建筑物的损坏甚至燃烧。间接雷击就是当雷击发生于某建筑物或服务设施时，与这些建筑物或服务设施相连的设备，如通过电源线和电话线等把雷击脉冲引入户内。感应雷击，指的是当直接雷击发生在临近物体时，对其周围产生强烈的辐射电磁场，处于这个电磁场的电源和数据线中会产生相应的感应电压，它不仅会干扰和破坏设备的正常工作，甚至击毁设备。由于火工品仓库内电子设备较少，因此主要考虑的是直接雷击和由雷击周围树木、金属物件等引起的感应雷击。

（二）火工品仓库防雷存在的问题

虽然火工品仓库雷击事故并不常见，但一旦发生事故后果不堪设想，如山东黄岛油库事故原因调查表明，雷击就是主要诱因。目前火工品仓库其存在的防雷安全问题主要有以下几个方面：

（1）大多数企业科学防御雷电的意识不强。

（2）火工品仓库不仅防直击雷措施不完善，其配电设施更为落后，大多数无防雷装置，即使有也已经损坏，这也是火工品仓库发生雷灾事故的原因之一。

（3）由于火工品仓库地处偏远或山脚下， 周围有好多高大的树木，其很容易遭受雷击，告别是生长时间较长较高的树木更容易遭雷击。

（4）大多数仓库的避雷针已经年久失修，并不具备引雷入地泄放电流的功能，反而成了危险的“引雷措施”。即使接地完好但由于所处地方土壤电阻率较高，其防雷效果也并不明显。

三、防雷设施设计要点

（一）概况

本仓库为砖混结构，一层，长22m、宽7m、高6m，内部储存大量工业用爆炸品。屋面为平屋面，屋面没有任何防雷设施.四周为沙石土地面.本仓库配电系统无防雷电波侵入措施，采用架空线缆直接引入至一层配电箱，且金属门窗经检测并未采取接地措施。现有防雷状况存在极大的雷灾安全隐患，鉴于国内发生的多起易燃易爆场所雷灾事故，根据防雷有关规定需对本仓库进行防雷设施整改。

（二）方案确定

根据强制性国家标准《建筑物防雷设计规范》（CB50057―2010）中3.0.3章节中所述，制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和较大人身伤亡按二类防雷建筑物计算，本仓库地处偏远，周围居民较少，故本仓库按照二类防雷建筑计算。

（1）接闪器的设置

根据相关标准，结合实际，选取Φ12mm镀锌圆钢沿仓库屋檐均匀敷设并形成小于12×8m的避雷网格，本文仓库根据实际尺寸形成11×7m网格（如图1）并注意避雷带应沿屋檐外侧敷设。针对原有的避雷针，应增加人工接地体，或将原有引下线继续深埋在周围土壤电阻率较低的土壤中，确保其发挥防雷的功效。

（2）引下线的设置

采用Φ12镀锌圆钢沿仓库四周均匀敷设6根防雷引下线，引下线采用圆钢，直径不小于10mm，扁刚截面不小于48mm2 ，厚度不小于4mm，本文根据实际情况采用镀锌直径12mm圆钢，并在距地面上1.7m至地面上0.3m的一段引下线应采取改性塑料管加以保护。

（3）接地装置的设置

由于仓库处在地经检测土壤电阻率较高，因此在仓库敷设一组人工接地体，人工接地体采用40*4镀锌扁钢作为接地水平极，50*50*5镀锌角钢为接地垂直极，根据实际情况，增设垂直接地体，并采用LRCP防腐降阻剂及其优化接地设计技术进行改造，即在每一垂直接地体和水平接地体相连处，加注40Kg LRCP防腐降阻剂，扩大其有效的接触面积，经过实测，其阻值可降到初始值的1/5左右。

（4）等电位设计

本案例根据实际情况重点考虑等电位连接，为了减少需要防雷空间内各种金属部件和各种系统之间的电位差，适当的等电位连接和接地是减小反击过电压和地电位差的有效措施，因此应把仓库的引下线、避雷带、避雷网格、金属门窗、防静电服手等内各金属部件作等电位连接，并与建筑物接地设施良好的连接起来（如（5）避雷器与配电室的设计

根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。考虑到该仓库电气设备较少，电源系统单一，故至少必须做到在电源的进入端安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，且根据国家有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上，以确保后接设备的安全。

四、结束语

防雷减灾工作是各级气象主管部门的行政管理职能，同时也是一项社会责任。诸如像火工品仓库这类易燃易爆场所的防雷设施安全应得到重视。在雷电的预防上也应加强防雷安检工作，特别是雷灾高发区域，需要全面查补防雷设施的安全漏洞；爆炸危险场所新建、改扩建工程必须依法进行防雷图审、竣工验收监测，做到有备无患。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 2011年10月1日起施行 北京 中国计划出版社 2011年

[2] 梅卫群， 江燕如. 建筑物防雷工程与设计[ M] . 2 版.北京：气象出版社， 2006年

[3] 熊晓洪，杨军，杨帆，等.易燃易爆物品场所防雷设施检测[C]//广西省气象学会2006年防雷技术研讨会论文集.2006：78-80

[4] 江一涛，陈序东.对火工品仓库防雷设施等电位测试重要性的认识[C]//福建省科协第十届学术年会卫星会议―― 2010年福建省气象学会学术年会论文集.2010：109-110