淺談瀝青混合料攪拌站受雷電的影響及對(duì)策

任恒+羅冰波

摘 要：瀝青混合料攪拌站是很容易遇到雷電危害的機(jī)電系統(tǒng)之一。當(dāng)該站遭遇雷電危害后，輕者會(huì)使部分設(shè)備被擊壞，系統(tǒng)喪失部分功能；重者會(huì)使系統(tǒng)全部癱瘓。這不僅會(huì)給瀝青混合料攪拌工作的順利進(jìn)行帶來(lái)很大的安全隱患，而且還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。主要闡述了雷電給攪拌站帶來(lái)的影響，并介紹了相關(guān)的防護(hù)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料攪拌站；雷電；防雷措施；配電系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM862+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）17-0148-02

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)瀝青混合料攪拌站主要采用的是防直擊雷的措施，但是，隨著瀝青混合料攪拌站在運(yùn)行配料方式上的改變，即電子集成化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)時(shí)化和遠(yuǎn)程化組成了完整的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，給攪拌站的防雷工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。電子集成化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制等電子技術(shù)在攪拌站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，使原本對(duì)電磁脈沖敏感的稱重儀表和信號(hào)設(shè)備等部件的雷電承受能力進(jìn)一步下降，更重要的是，它使得控制室內(nèi)的控制臺(tái)通訊口、計(jì)算機(jī)通訊端口和稱重儀表的通訊口更容易受到雷電的侵害。因此，要求工作人員應(yīng)從攪拌站的整體防雷角度出發(fā)，進(jìn)行全面的防雷保護(hù)。

1 雷電的分類和對(duì)攪拌站造成的影響

雷電是雷暴天氣的產(chǎn)物，而雷暴是在垂直方向劇烈發(fā)展的積雨云所形成的一種天氣現(xiàn)象。在雷雨云中，正、負(fù)電荷中心之間或云中電荷中心與地之間的放電過(guò)程被稱為雷電。雷電對(duì)瀝青混合料攪拌站的危害主要有以下兩種形式。

1.1 直擊雷

直擊雷指的是雷云對(duì)大地上某點(diǎn)直接進(jìn)行強(qiáng)烈的放電，它能直接擊中攪拌站的設(shè)備，也能擊中其電力線路或信號(hào)線路。一個(gè)瞬間雷電的沖擊波將沿著導(dǎo)線向與它相連的設(shè)備傳導(dǎo)，使相連的電氣設(shè)備受到損害，并且還有可能會(huì)擊穿絕緣室，危及人們的生命安全，或者會(huì)產(chǎn)生電火花、電弧等引發(fā)火災(zāi)。

1.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷是指雷電與雷云間或雷云對(duì)地放電時(shí)，在攪拌站信號(hào)傳輸?shù)木€路和地下的電力線與設(shè)備之間的連接線上，因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)而產(chǎn)生的電壓使線路中間發(fā)生串聯(lián)或使終端電子設(shè)備發(fā)生損害。比如配料稱重等類型的傳感器部件是組成攪拌站控制系統(tǒng)的重要部分，如果某一元件受到感應(yīng)雷的襲擊，就會(huì)使正在運(yùn)行的攪拌站因無(wú)法正常工作而停工。停工后，不僅清理設(shè)備中的配料比較麻煩，而且還會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此，一定要嚴(yán)加防范感應(yīng)雷對(duì)攪拌站造成的影響。

2 預(yù)防雷電的對(duì)策

攪拌站一般都設(shè)在空曠的戶外場(chǎng)地上，這就使其強(qiáng)電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、重油儲(chǔ)罐和瀝青原料罐等設(shè)備極易遭到直擊雷或感應(yīng)雷引發(fā)的過(guò)電壓損害，因此，預(yù)防雷電災(zāi)害勢(shì)在必行。

2.1 拌和塔上裝設(shè)防雷裝置

拌和塔防雷裝置主要包括接閃器、引下線和接地裝置。

2.1.1 接閃器

接閃器是接收雷電流的金屬類導(dǎo)體，一般是由攔截閃擊的接閃桿、接閃帶、接閃線、接閃網(wǎng)、金屬屋面和金屬勾結(jié)組成。它所用的材料、尺寸不但要符合耐腐蝕和機(jī)械強(qiáng)度的要求，同時(shí)，其熱穩(wěn)定性必須足夠大，以承受雷電流的熱破壞作用。接閃桿通常可以選擇用鍍鋅圓鋼來(lái)制作，也可以選擇焊接鍍鋅鋼管。不同長(zhǎng)度的接閃桿所選用的材料直徑也不同。

2.1.2 引下線

接閃的引下線是將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置的導(dǎo)體。引下線通常選擇截面積大于35 mm2的鍍鋅鋼絞線或銅線，也可以使用圓鋼或扁鋼，但是，其尺寸必須大于一定的數(shù)值——圓鋼的直徑是8 mm，扁鋼的厚度是4 mm。在敷設(shè)引下線時(shí)，提升機(jī)沿其外壁工作，且通過(guò)最少的路徑和接地裝置連接。在離地面1.8 m高的地方設(shè)置斷接卡，以便測(cè)量接地電阻，并檢查接地導(dǎo)線和引下線的連通狀況。

2.1.3 接地裝置

接地裝置是接地體和接地線的結(jié)合，用于傳導(dǎo)雷電流并將其流散入大地中。為了保證其接地的可靠性，選擇將垂直多極的接地體與銅板接地體結(jié)合起來(lái)，具體的做法是：①取1根鍍鋅的扁鋼作接地導(dǎo)體，取3段相同規(guī)格的角鋼作接地極；②在接地體周圍填入降阻介質(zhì)，使接地電阻值在安全范圍內(nèi)；③把銅板型接地體、垂直多極接地體與接地導(dǎo)線等連接，然后將接地導(dǎo)線與接閃的引下線斷接卡連接。在拌和樓遭遇雷電襲擊時(shí)，雷電流經(jīng)過(guò)接閃器及其引下線，由接地體將其迅速引入大地，避免雷電對(duì)拌和樓的機(jī)電系統(tǒng)造成威脅。

2.2 操作控制室防雷保護(hù)對(duì)策

操作控制室內(nèi)裝設(shè)的動(dòng)力控制屏和計(jì)算機(jī)體系是控制攪拌站的中心部分，對(duì)外部設(shè)備發(fā)出的動(dòng)作指令都是由它們完成的。如果防雷措施不到位，不但會(huì)直接影響外部受控設(shè)備器運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)，還會(huì)對(duì)相關(guān)人員的人身安全構(gòu)成威脅。對(duì)其進(jìn)行防雷保護(hù)的具體方法是：①用導(dǎo)體把操作室內(nèi)計(jì)算機(jī)體系的保護(hù)接地、工作接地和動(dòng)力控制屏金屬外殼與金屬結(jié)構(gòu)控制室的外殼連接起來(lái)；②利用接地引線將其引入共用接地體形成等電位連接，這樣能夠有效地防止雷電壓反擊現(xiàn)象出現(xiàn)；③對(duì)操作控制室內(nèi)所有的電氣、電子設(shè)備都應(yīng)該逐級(jí)采取防雷保護(hù)措施，在攪拌站總電源處和控制室、各設(shè)備端口安裝相應(yīng)的電涌保護(hù)器，這樣才能真正防止雷擊電磁脈沖的入侵和反擊。

2.3 配電系統(tǒng)的防雷接地設(shè)計(jì)

配電系統(tǒng)的防雷接地設(shè)計(jì)應(yīng)從整體的防雷接地保護(hù)出發(fā)。在低壓220/380 V的供電系統(tǒng)中，應(yīng)采用三相五線（TN—s）系統(tǒng)，以便將接地（PE）線和中性（N）線分開(kāi)，PE線應(yīng)接到各層、各段裝置接地的終端地板上，采用匹配的電涌保護(hù)器。同時(shí)，選用質(zhì)量可靠的電氣設(shè)備和可靠性高的電涌保護(hù)設(shè)備，按照“等電位”的原則，做好符合要求的共用接地網(wǎng)。只有這樣，才能避免配電線系統(tǒng)和攪拌站設(shè)備遭遇雷擊。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，瀝青混合料攪拌站的防雷工作是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，要立體化、全方位地進(jìn)行綜合防治，并采取相應(yīng)的對(duì)策應(yīng)對(duì)直擊雷和感應(yīng)雷對(duì)瀝青混合料攪拌站造成的威脅，使防雷效果達(dá)到最佳。

在執(zhí)行防雷工作的過(guò)程中，要與實(shí)際情況相結(jié)合，周密、細(xì)致地設(shè)計(jì)相應(yīng)的防雷方案，努力做到全面防護(hù)、投資較少、合理配置、性能較優(yōu)和維護(hù)方便等，使整個(gè)攪拌站可以穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。雷電帶來(lái)的危害是有目共睹的，通過(guò)執(zhí)行具體化的對(duì)策，可以有效降低雷害造成的損失，全面、正確的防雷方案是攪拌站安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕

On Asphalt Mixing Station and the Countermeasures by Lightning

Ren Heng， Luo Bingbo

Abstract： Asphalt Mixing Station is one of the electromechanical system is very vulnerable to lightning hazards. When the station suffered lightning damage， the light part of the equipment will be destroyed， the loss of part of the system functions； severe cases cause the system to a total standstill. This will not only smooth asphalt mixing work great security risk， but also caused huge economic losses. Mainly discussed the effects of lightning to the mixing station brought and introduced the relevant protection measures.

Key words： asphalt mixing station； lightning； lightning protection measures； distribution system