桂林市電梯防雷安全探討

唐雷，吳松，邱奕煒

（桂林市氣象局，廣西桂林，541001）

桂林市電梯防雷安全探討

唐雷，吳松，邱奕煒

（桂林市氣象局，廣西桂林，541001）

通過對(duì)桂林市電梯防雷設(shè)施的現(xiàn)狀和雷擊案例分析，找出安全意識(shí)、技術(shù)缺陷、設(shè)計(jì)缺陷、人為因素、特殊因素等方面因素是構(gòu)成桂林市電梯安全問題的隱患，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行探討。

電梯防雷；安全距離；雷擊事故

社會(huì)在發(fā)展，電梯的使用也在成倍的增長，隨之而來的安全事故不斷增加，其中因防雷設(shè)施不到位引發(fā)的電梯雷擊安全事故所占比例也不小。國內(nèi)外對(duì)電梯防雷的研究已經(jīng)引起了相當(dāng)?shù)闹匾?，王小英等?－3］認(rèn)為電梯機(jī)房主要是雷電電磁脈沖的預(yù)防；張宇峰等［4］認(rèn)為電梯機(jī)房接地和等電位連接對(duì)電梯有效防雷很重要；鄭水平等［5－6］認(rèn)為電梯防雷要從接地、屏蔽、電磁脈沖多個(gè)方面綜合防護(hù)；梁浩成［7］認(rèn)為電梯防雷還要從氣候環(huán)境和建筑物結(jié)構(gòu)去考慮。盡管研究的較多，但目前仍缺乏相關(guān)的專業(yè)技術(shù)規(guī)范，必須加強(qiáng)這方面的研究盡快出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。

1 基本特點(diǎn)

1.1 地理位置

桂林市處于南嶺山系西南部，廣西壯族自治區(qū)東北部，東經(jīng)109°45＇－104°40＇，北緯24°18＇－25°41＇。氣象資料顯示桂林市年平均雷暴日78.2（d），規(guī)范（文獻(xiàn)［8］）：3.1.3規(guī)定年平均雷暴日大于40d，不超過90d的地區(qū)為多雷區(qū)。桂林市屬于雷暴多發(fā)地區(qū)。

1.2 結(jié)構(gòu)布局

對(duì)建筑物本身來說，一些區(qū)域處于建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)之外，區(qū)域內(nèi)電磁場(chǎng)沒有衰減，屬充分暴露的直擊雷防護(hù)區(qū)。這些區(qū)域是屬于易受雷擊的部位，很容易受到雷電影響。從圖1中可以看到，A和B區(qū)域都是易接閃部位，也是電梯常常布設(shè)的區(qū)域。

圖1 建筑物易受雷擊部位示意圖

1.3電梯使用的情況

桂林市區(qū)正常使用的電梯上萬部，每年新投入使用電梯就超過600部左右。近年來，每年都有多起因雷擊造成電梯設(shè)備損壞的事故發(fā)生，最近一次是2016年4月6日，某小區(qū)因遭受雷擊，造成電梯損壞，20多戶居民無法正常出入。

2 電梯防雷存在的隱患環(huán)節(jié)

2.1 安全意識(shí)

社會(huì)在發(fā)展，人們的安全意識(shí)也在不斷提高。也有一些安全意識(shí)不到位的地方，沒有按照正規(guī)的程序合理去做，存在僥幸心理。結(jié)果導(dǎo)致了雷擊事故的發(fā)生，造成了經(jīng)濟(jì)和財(cái)產(chǎn)的損失。

2.2 技術(shù)缺陷

一些電梯技術(shù)人員對(duì)雷電災(zāi)害的預(yù)防存在誤區(qū)，沒有很好區(qū)分設(shè)備防雷接地與漏電保護(hù)接地的不同作用和要求，把二者混淆在一起。設(shè)備常用的漏電保護(hù)接地線截面積1.5mm2或2.5mm2的雙色銅線。而作為防雷接地裝置常用連接銅導(dǎo)線：連接排之間、連接排和接地裝置之間的最小截面積為14mm2；內(nèi)部金屬裝置和連接排之間連接導(dǎo)線的最小截面積為5mm2。

2.3 設(shè)計(jì)缺陷

一些老舊建筑物因地域性、房屋結(jié)構(gòu)性的原因存在缺陷。如：桂林高新開發(fā)區(qū)某知名紙業(yè)公司觀光電梯，先后3次遭受雷擊事故?，F(xiàn)場(chǎng)初步分析，觀光電梯處于建筑物的最高處容易接閃，造成電梯井金屬構(gòu)架分流較多雷電流；電梯鋼軌未與接閃帶連接，與大樓金屬構(gòu)架存在電位差；控制信號(hào)線與電梯金屬構(gòu)架平行，容易形成閃電感應(yīng)；電源線未屏蔽，容易受雷電電磁脈沖產(chǎn)生閃電電涌。1971年美國通用研究公司R.D希爾的仿真試驗(yàn)通過建立模式得出：由于雷擊電磁脈沖的干擾，對(duì)當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)而言，在無屏蔽狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度大于0.07Gs時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)誤動(dòng)作；當(dāng)環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度大于2.4Gs時(shí)，設(shè)備會(huì)發(fā)生永久性損壞。也就是說，對(duì)于敏感電子設(shè)備，與雷擊點(diǎn)必須有一定的距離，才能保證設(shè)備的安全。

規(guī)范6.3.2的規(guī)定：對(duì)屏蔽效率未做實(shí)驗(yàn)和理論研究時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減應(yīng)按下列方法計(jì)算：

H0——無屏蔽室產(chǎn)生的無衰減磁場(chǎng)強(qiáng)度（A／m）

i0——最大雷電流（A）

Sa——雷擊點(diǎn)與屏蔽空間的平均距離（m）

H1——格柵形大空間屏蔽內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度（A／m）

SF——屏蔽系數(shù)（dB）

依據(jù)屏蔽系數(shù)結(jié)合電梯雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，電梯鋼立柱間距3m，直徑300mm，信號(hào)控制數(shù)據(jù)線距離鋼柱1.5m。電梯周圍為四根鋼立柱，除玻璃幕墻之外并無其他屏蔽措施。以云對(duì)地閃擊點(diǎn)距離100m的標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算。

⑴、當(dāng)把磁場(chǎng)強(qiáng)度H1=0.07GS帶入公式（2）

代入值H1＝0.07（GS）＝0.07／0.01256＝5.6（A/m）SF＝9（dB）得：

把H0＝15.8（A/m）代入公式（1）

⑵、當(dāng)把磁場(chǎng)強(qiáng)度H1＝2.4GS帶入公式（2）

代入值H1＝2.4（GS）=2.4/0.01256=191.1（A/m）SF=9（dB）得：

把H0＝15.8（A/m）代入公式（1）

通過上面（4）和（5）不同的計(jì)算結(jié)果，我們就可以看到，只要鄰近電梯周圍100米情況下發(fā)生雷擊，當(dāng)首次雷擊產(chǎn)生的雷電流強(qiáng)度i0大于9.9×103（A）就有可能造成電梯出現(xiàn)誤動(dòng)作；當(dāng)雷電流強(qiáng)度i0大于33.8×103（A）就有可能造成電梯控制設(shè)備完全損壞。根據(jù)廣西雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)近3年來桂林市雷暴信息連續(xù)跟蹤，數(shù)據(jù)顯示桂林市平均雷暴強(qiáng)度為50×103（A）左右。因此以上電梯布局在桂林這樣的多雷暴城市存在缺陷。

2.4 人為因素

人為因素是多方面的，這里主要是安裝技術(shù)人員。如桂林某小區(qū)，2012年5月年遭受雷擊，轎廂集成控制面板損壞，樓頂機(jī)房設(shè)備完好?，F(xiàn)場(chǎng)勘查，但由于施工人員的疏忽，接地扁鋼與導(dǎo)軌之間有幾厘米的空隙，并沒有可靠焊接。初步分析，電梯導(dǎo)軌與

大樓鋼筋網(wǎng)存在電位差；引下線在泄流過程中暫態(tài)電位升高與靠近的導(dǎo)軌產(chǎn)生了雷電反擊，使導(dǎo)軌也帶高電位繼續(xù)對(duì)周圍幾個(gè)金屬體反擊，導(dǎo)致設(shè)備損壞。

2.5 特殊因素

房屋在建設(shè)過程中受到資金和環(huán)境的制約，改變當(dāng)初的設(shè)計(jì)而采用無機(jī)房電梯，原設(shè)計(jì)預(yù)留的那些等電位接地裝置基本沒用，而且改裝非常麻煩；如果電梯供電線路由小區(qū)內(nèi)開辟所獨(dú)立電纜直接就引到電梯的電源控制箱，就可能出現(xiàn)電梯機(jī)械設(shè)備是采用建筑物的接地系統(tǒng)，而電梯控制系統(tǒng)采用供電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)，供電系統(tǒng)接地裝置不與建筑物基礎(chǔ)共地的話，設(shè)備和控制系統(tǒng)之間就會(huì)存在電位差。兩者之間任何一方遭受雷擊，就有可能產(chǎn)生電位反擊而造成損失。

3 目前工作中的難點(diǎn)

3.1 存在監(jiān)督盲點(diǎn)

新建筑物防雷裝置竣工驗(yàn)收與電梯安裝之間存在時(shí)間差，即便是建筑物的防雷設(shè)施符合規(guī)范，但對(duì)后期安裝的電梯防雷裝置缺乏有效監(jiān)督因而無法確定電梯防雷設(shè)施是否安全有效。

3.2 缺乏技術(shù)支持

電梯技術(shù)人員與防雷檢測(cè)人員因防雷技術(shù)問題出現(xiàn)分歧時(shí)，防雷技術(shù)人員缺乏強(qiáng)有力技術(shù)支持，對(duì)于隱患環(huán)節(jié)只能提出建設(shè)性的意見。

3.3 報(bào)告不完善

目前防雷檢測(cè)報(bào)告，因沒有技術(shù)規(guī)范而無法出具電梯防雷設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)信息；而對(duì)電梯的防雷安全信息了解不全面，無法對(duì)電梯防雷設(shè)施年度安全檢測(cè)，也無法更好的做好雷電預(yù)防工作。

4 加強(qiáng)電梯防雷，必須多措并舉

4.1 加大宣傳，提高認(rèn)識(shí)

近年來，相關(guān)電梯方面的事故越來越受到各方面的關(guān)注?？赏ㄟ^知識(shí)講座，相互學(xué)習(xí)和交流，讓人們更多的去了解和認(rèn)識(shí)電梯防雷的重要性，提高雷電防護(hù)意識(shí)，加強(qiáng)監(jiān)督和管理，建立良好的溝通機(jī)制，共同提高電梯雷電預(yù)防工作。

4.2 積極協(xié)調(diào)，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

可以根據(jù)桂林的實(shí)際情況，遵循雷電防護(hù)的基本原理和雷電防護(hù)技術(shù)規(guī)范，力爭得到相關(guān)的技術(shù)、監(jiān)督、安全等部門的大力支持，結(jié)合電梯安裝各個(gè)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，從多方面的防雷技術(shù)制定一部適合當(dāng)?shù)氐碾娞莘览准夹g(shù)條例，加于試運(yùn)行。根據(jù)試運(yùn)行過程中的信息反饋不斷完善，爭取上升高一級(jí)的電梯防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 加強(qiáng)檢測(cè)監(jiān)督，減少雷災(zāi)損失

依據(jù)雷電防護(hù)技術(shù)條例，規(guī)定電梯防雷檢測(cè)的項(xiàng)目以及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定科學(xué)合理的電梯防雷設(shè)施的檢測(cè)流程，電梯從安裝到使用的各個(gè)階段都能得到有效的監(jiān)督檢測(cè)，減小雷電對(duì)電梯的影響，從而減少雷電災(zāi)害給人們帶來的損失。

4.4 建立數(shù)據(jù)平臺(tái)，完善信息交流

桂林市電梯防雷信息系統(tǒng)可以在SQL Server2008專業(yè)的服務(wù)器數(shù)據(jù)平臺(tái)上基礎(chǔ)上建立起來。該平臺(tái)可以把電梯防雷設(shè)施安裝使用及雷擊事故相關(guān)技術(shù)資料信息完整記錄匯總，根據(jù)需要出具相關(guān)技術(shù)報(bào)告，并提供實(shí)時(shí)的信息交流。

5 小結(jié)

（1）桂林是個(gè)多雷暴的城市，電梯防雷設(shè)施參差不齊，隱患多，每年都有多起因雷擊造成電梯損壞的事故發(fā)生。

（2）造成電梯遭受雷擊的原因很多，認(rèn)識(shí)上的不足，沒有認(rèn)真按照要求安裝防雷設(shè)備，是主要原因；設(shè)計(jì)上的缺陷，人為的不注意，也是構(gòu)成電梯不安全的因素。

（3）應(yīng)該盡早出臺(tái)專業(yè)的電梯防雷技術(shù)規(guī)范，建立一套統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)科學(xué)、布局合理、監(jiān)督到位、信息公開的電梯防雷監(jiān)督檢測(cè)制度，解決好電梯防雷設(shè)施存在問題和隱患，不斷完善電梯對(duì)雷電的預(yù)防措施，更有效的提高雷電減災(zāi)預(yù)防作用。

［1］王小英，施明芳，張賽忠，電梯機(jī)房雷擊電磁脈沖空問屏蔽措施［J］，氣象科技，2013，41（2）：422—424

［2］梁偉漢，李建勇，梁偉宜·一起高層住宅電梯雷擊事故分析［J］，氣象研究與應(yīng)用，2014，35（2）：108—110

［3］嚴(yán)娟，楊堅(jiān)，李健·小區(qū)電梯兩遭雷擊事故分析及防雷對(duì)策［J］，福建氣象，2010，（2）：53

［4］張宇峰，王笑秋·電梯接地系統(tǒng)檢測(cè)方法及防雷措施［J］，黑龍江氣象，2011，28（3）：41—42

［5］鄭水平，李榮標(biāo)，陳巧淑·電梯機(jī)房的防雷設(shè)計(jì)方案分析［J］，氣象研究與應(yīng)用，2013，34（S1）：154—155

［6］劉樹平，陳健，陳貽亮·某銀行大樓電梯機(jī)房雷擊事故分析與防雷對(duì)策［J］，氣象研究與應(yīng)用，2014，35（1）：116—118

［7］梁浩成，黃繼承·淺談巴馬水晶宮景區(qū)觀光電梯防雷設(shè)計(jì)［J］，氣象研究與應(yīng)用，2013，34（S1）：179—180

［8］GB50343—2012，建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范［S］

Discussion on elevator lightning protection in Guilin

Tang Lei,Wu Song,Qiu Yi-wei
(Guilin Municipal Meteorological Service,Guilin Guangxi,541001)

Based on the analysis of present status of elevator lightning protection facilities and lightning case in Guilin,it is found out that safety consciousness,technical flaws,design,human factors and special factors constitute the hidden trouble of elevator safety in Guilin to propose the corresponding countermeasures.

elevator lightning protection;safe distance;lightning accident

P49

A

1673-8411（2016）03-0120-03

2016-05-18

唐雷（1973—），男，廣西桂林人，工程師，從事防雷工作