岳陽市某棉花倉庫防雷現(xiàn)狀效果評估分析

聶武夫 劉敏 粟鍇

摘要 ? ?本文以岳陽市某棉花倉庫為例，結合評估現(xiàn)場勘查、測試、采集數(shù)據(jù)過程，詳細探討了棉麻儲備倉庫開展防雷裝置現(xiàn)狀評估工作中應注意的問題，以期為棉麻儲備倉庫的雷電防護提供參考。

關鍵詞 ? ?棉花倉庫;防雷裝置;效果評估;湖南岳陽

中圖分類號 ? ?TU856 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）13-0190-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

雷電災害是最嚴重的自然災害之一。全國因雷擊導致火災、爆炸、建筑物內設備損壞等事故頻繁發(fā)生，對人民生命財產(chǎn)安全構成了嚴重威脅。棉花倉庫存儲有大量可燃物質，一旦受到雷擊，很容易導致起火、燃燒等惡性事故，造成極嚴重的損失，后果不堪設想。因此，有必要對倉庫的防雷現(xiàn)狀效果進行評估，并對評估過程中現(xiàn)場勘查、測試及數(shù)據(jù)采集等應注意的問題進行探討。

現(xiàn)以岳陽市某棉花倉庫為例進行相關分析。該倉庫現(xiàn)有主要建筑物包括：直屬庫辦公樓;消防二中隊營房;2號門衛(wèi)、發(fā)電機房;1號門衛(wèi);消防泵房;食堂餐廳;宿舍樓;1#～17#倉庫;地磅房。其中1#～17#倉庫為火災風險防范的核心區(qū)域。

1 ? ?1#～17#倉庫、設備庫

1.1 ? ?防雷類別

根據(jù)倉庫的重要性、使用性質、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，1#～17#倉庫應按第二類防雷建筑物設防，設備庫按第三類防雷建筑物設防[1]。

1.2 ? ?接閃器

1#～17#倉庫大部分采用接閃網(wǎng)作為其接閃器，接閃帶沿倉庫頂部四周及屋脊進行敷設，其中1#、5#、8#、12#、16#倉庫采用接閃網(wǎng)和接閃桿混合組成的接閃器進行防護，17#倉庫和設備倉庫采用金屬屋面作為其接閃器。

1.3 ? ?材料規(guī)格

各倉庫接閃帶采用規(guī)格為Φ10.2的鍍鋅圓鋼，符合規(guī)范要求。

1.4 ? ?施工工藝

各倉庫接閃帶平正順直，拐角處≥90°，焊接采用雙面焊，焊接長度為10 cm，焊縫飽滿無遺漏，接閃器未銹蝕1/3以上，符合規(guī)范要求。

1.5 ? ?銹蝕狀況

接閃網(wǎng)未發(fā)現(xiàn)明顯機械損傷、斷裂及嚴重銹蝕現(xiàn)象，未綁扎或懸掛電源線路和信號線路，但接閃帶已銹蝕，必須加強日常維護工作。

1.6 ? ?保護范圍

接閃網(wǎng)布置的網(wǎng)格尺寸一般為13 m×9 m或13 m×11 m，不符合規(guī)范要求。

1.7 ? ?應力測試

各倉庫接閃帶支持件均能承受49 N的垂直拉力，符合規(guī)范要求。

1.8 ? ?支持件工藝

固定點支持件間距均勻、固定可靠，支持件間距在1.0～1.1 m之間，符合水平直線距離0.5～1.5 m的要求。屋頂四周支持件高度為120 mm，屋脊處為250 mm，四周支持件高度不符合《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057—2010）中“固定支架的高度不宜小于150 mm”的要求[2]。

1.9 ? ?補償措施

除12#倉庫外，其他倉庫接閃帶跨越伸縮縫處均未采取弧形跨接的補償措施，不符合規(guī)范要求。

1.10 ? ?接閃桿設置

1#、5#、8#、12#、16#倉庫除設置接閃網(wǎng)外，另外設置了法國杜爾梅避雷針。這種非常規(guī)接閃桿在針尖端部分裝有能產(chǎn)生刷形放電的電脈沖裝置，其利用雷暴時存在于周圍電場中的大氣能量，按預定振幅和頻率，轉換成高壓脈沖，并把它通過尖端發(fā)射到空中，使接閃桿提前形成一個與雷云電荷相反的向上先導。相較于一般接閃桿，它產(chǎn)生先導的時間提前，向上先導按照該時間向雷云傳播的距離便形成這種接閃桿的虛高，這樣便可以使其保護范圍得到擴大?？紤]到我國防雷國家規(guī)范《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057—2010）采用滾球法確定建筑物接閃器的保護范圍，故在本次分析中將其視為普通接閃桿，利用“滾球法”分析其保護范圍。

庫頂接閃桿高度為3 m，倉庫高為15 m，故接閃桿在倉庫高度平面的保護范圍為：

R15=■-■=2.459

接閃桿直接與倉庫頂部接閃網(wǎng)單點焊接，并且焊接處已銹蝕，必須做好日常維護工作。建議接閃桿與接閃網(wǎng)的連接點不少于2處，以提高其接地的可靠性。

1.11 ? ?接地電阻

接地電阻實質上反映了在某種土壤中接地裝置泄放非正常能量的能力，減少接地電阻，即降低加在土壤上的電位，這是一種減小危害的有效方法。

據(jù)現(xiàn)場測試，1#～17#倉庫及各附屬設施的接地電阻均符合規(guī)范要求。

2 ? ?堆場

堆場1#～10#倉庫一側布置4根21 m的獨立接閃桿。堆場尺寸為350 m×30 m，棉垛堆放高度不高于8 m，并且堆放時與獨立接閃桿保持不小于5 m的安全距離。

棉垛的年預計雷擊次數(shù)計算如下：

N=1×4.24×0.045=0.190 8次/a

根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057—2010）中的第4.5.5條規(guī)定，糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場，當其年預計雷擊次數(shù)≥0.05時，應采用獨立接閃桿或架空接閃線防直擊雷。獨立接閃桿和架空接閃線保護范圍的滾球半徑可取100 m，故堆放的滾球半徑取100 m。

堆場現(xiàn)有區(qū)域范圍遠遠超出接閃桿的保護范圍，建設單位須按照示意圖重新規(guī)劃堆放區(qū)域，確保棉垛處于接閃桿的保護范圍之內。經(jīng)檢測，各獨立接閃桿的接地電阻數(shù)據(jù)均符合規(guī)范要求。

3 ? ?辦公樓

辦公樓建筑物尺寸分別為32、15、9 m，年預計雷擊次數(shù)為0.041次/a，可按三類建筑物進行防雷設防，辦公樓采用暗敷接閃網(wǎng)作為其接閃器，接閃帶位于脊瓦下方，存在屋頂遭雷擊時一些混凝土或瓦片碎片脫落或破壞的可能性，建議盡量避免雷雨天氣時在辦公樓周圍停留。

辦公樓及附屬設備具體各測點的接地電阻檢測結果如下：辦公樓旗桿、網(wǎng)絡機柜、室外網(wǎng)絡箱接地電阻不符合規(guī)范要求，必須做好接地處理。

4 ? ?消防監(jiān)控室及綜合布線

監(jiān)控室內線路布置較為雜亂，強電和弱電未分開屏蔽敷設，應對線路重新合理布線，通過電纜金屬槽道或鋼管布設，保持槽道或鋼管的電氣連通性，并且在兩端良好接地。設備外殼、設備機架等做好等電位連接。

消防監(jiān)控室具體各測點的接地電阻檢測結果如下：消防監(jiān)控室配電PE地、SPD泄流地、電池柜、UPS等接地電阻不符合規(guī)范要求;靜電地板、一道門配電箱、車牌識別系統(tǒng)等未接地，應做好等電位連接;柴油罐接地電阻不符合規(guī)范要求，并且5個螺栓以下的法蘭盤未跨接，必須做好接地和跨接處理。

5 ? ?電源浪涌保護器

雷擊輸電線路導致雷電侵入，可能損壞電氣設備而造成大面積停電，給直屬庫的正常運轉帶來嚴重的影響和更大的經(jīng)濟損失。

整個直屬庫的配電系統(tǒng)共分為3級，電源浪涌保護器應按兩級設防，其中總配電進線處為第一級，應裝設沖擊電流Iimp不小于15 kA（10/350 μs）或者標稱電流In不小于60 kA（8/20 μs）的電源浪涌保護器;1#～17#倉庫內電源箱、消防水泵電源、食堂電源、消防監(jiān)控室電源、2#門衛(wèi)電源、備勤樓電源、庫區(qū)照明電源、消防樓辦公樓電源為第二級，應設置標稱電流In不小于40 kA（8/20 μs）的電源浪涌保護器。

經(jīng)現(xiàn)場核實，直屬庫內已裝設電源浪涌保護器的位置有消防控制室一控制柜內裝設有一組型號為DXH01-380X/60 kA的電源防雷箱，標稱通流量為60 kA，現(xiàn)場無法測試，工作顯示正常。1#～17#倉庫的弱電配電箱內均裝設有型號為LHY1-C的電源防雷模塊，標稱通流量為20 kA。備勤樓配電箱內裝設有型號為LBO-D20的電源防雷模塊，標稱通流量為10 kA。消防監(jiān)控室配電箱內裝設有型號為DXH-6F的電源防雷模塊，標稱通流量為20 kA。除上述部位外，其他位置均未按規(guī)范要求安裝電源浪涌保護器。

從數(shù)據(jù)來看，消防控制室一配電箱、1#～17#倉庫弱電配電箱、備勤樓配電箱、消防監(jiān)控室配電箱等處所有檢測的電源浪涌保護器模塊參數(shù)均正常，但所有已安裝的電源浪涌保護器的標稱通流量均小于規(guī)范要求參數(shù)值，應予以更換[3-4]。

6 ? ?現(xiàn)狀效果評估結論

建（構）筑物因地制宜地采取防雷措施，防止或減少雷擊建（構）筑物所引起的人身傷亡、財產(chǎn)損失，以及雷擊電磁脈沖引發(fā)的電氣和電子系統(tǒng)損壞或錯誤運行，但建筑物安裝防雷裝置后并非萬無一失，即使按照國家技術標準規(guī)范安裝的防雷裝置的防雷安全度也不是100%[2]。

7 ? ?參考文獻

[1] 李家啟，李良福.雷電災害典型案例分析[M].北京：氣象出版社，2007.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑物防雷設計規(guī)范：GB 50057-2010[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[3] 劉玉林，張明明，侍瑞，等.池州市雷電時空分布特征及雷電防御對策研究[J].農(nóng)業(yè)災害研究，2018，8（2）：42-44.

[4] 王惠芳，張明捷.濮陽市農(nóng)村雷電防御工作現(xiàn)狀及對策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（10）：220.