探讨烟花爆竹厂的雷电防护措施

探讨烟花爆竹厂的雷电防护措施
赵伟明
【摘要】对烟花爆竹厂房的雷电防护措施进行分析,提出符合防雷技术规范要求的烟花爆竹厂房的雷电防护设计方案.
【期刊名称】《气象研究与应用》
【年(卷),期】2010(031)004
【总页数】3页(P90-92)
【关键词】烟花爆竹;雷电防护;接地体;防雷装置
【作者】赵伟明
【作者单位】广西梧州市气象局,广西,梧州,543002
【正文语种】中文
【中图分类】P427.32
烟花爆竹的生产在我国可以说历史源远流长，由于烟花爆竹在生产、运输、储存、销售和燃放等过程易发生燃烧和爆竹事故会造成严重的人员伤亡和财产损失，为了贯彻“安全第一、预防为主”的方针，防止爆炸和燃烧事故的发生，减少灾害损失，保障公民生命和国家财产安全，因此，烟花爆竹厂一般建在市效或者远离人员密集的偏远山区上。

由于生产烟花爆竹的工作间经常存在一定量烟火药、火药及其粉尘能形成爆炸的危险性，所以烟花爆竹场所的建筑物具有较为分散，每个建筑物安全距离为15m，
偏离市区，且建筑物小而多，主要分布在山顶及山坡的周边区域；且生产季节性较
强，在三到十一月较繁忙，正是雷雨季节频烦的时期，如果按照单个建筑物设计防雷措施，不仅投入经济成本高，且在防雷工程施工上有较大的困难，一般接地极电阻难达到技术规范要求，具有难可操作性，也不符合“经济合理”的雷电防护原则，因此，根据GB50057－94《建筑物防雷技术规范》以及 GB50161－92《烟花爆
竹工厂设计安全规范》，按照雷电损害程度对烟花爆竹存在致灾环境的危险性，以及从防雷技术和整体的经济投入角度，拟从雷电灾害防御方面提出一些有效的防护措施。

2.1 直击雷防护措施
2.1.1 避雷线保护
对于新建烟花爆竹场所的防雷一类建筑物应根据地形的原因，应将建筑物设计成有序的排列，这样，很多的建筑物可以采用架设避雷线就能达到现行的防雷技术规范要求，对于平均单个建筑物的防雷装置投入成本较低，使被保护的建筑物处于接闪器的保护范围内，架空避雷线的网格不大于5m×5m或6m×4m，架空避雷线的
支柱及其接地装置至被保护建筑物之间的最小安全距离不得小于3m，架空避雷线的各支柱处应设一根引下线，并制作环型闭合的人工接地体，接地体埋深≥1.0m，水平接地体采用－40×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用50×50×5×2500mm
热镀锌角钢制作，冲击接地电阻R≤10Ω。

避雷线在hx高度的xx’平面上的保护宽度，按下式计算：
式中bx——避雷线在hx高度的xx’平面上的保护宽度（m）
h——避雷线的高度（m）
hr——滚球半径（m）
hx——被保护物的高度（m）避雷线两端的保护范围按单支避雷针的方法确定。

且确定架空避雷线的高度时应计及弧垂的影响，在无法确定弧垂的情况下，当等高支柱间的距离小于120m时架空避雷线中点的弧垂宜采用2m，距离为120m～
150m时宜采用3m。

2.1.2 避雷针保护
对于排列不一或在不同海拔上的一类建筑物，应着重综合分析各建筑物的布置情况，依据各建筑物的地理环境条件，再根据滚球法的计算保护范围原则，确定建筑物应在避雷针保护范围的截面之内，应采用多根等高避雷针保护的措施；如建筑物不在同一平面上，采用不等高多根避雷针保护的措施，有效扩大避雷针对建筑物的保护范围。

更可利用同一根高度的避雷针，对于不同防雷类别的建筑物，可以扩大避雷针在平面保护范围的截面积，达到一根避雷针保护多个建筑物的效果，起到节约经济的投入，使各建筑物之间形成一张大的避雷保护网，并使各引下线及接地装置连成贯通形成良好的电气通路，减少重复的投入，降低经济的投放。

以岑溪某炮竹厂的一个简例，对于4×5m、在高3.5m的A类厂房的一类建筑物
平面上：
高25m避雷针可以达到保护15.5m的最大距离；而同时旁边有一栋8×30m、在高3.5m的C类厂房的按三类防雷建筑物平面上：
可见高25m避雷针可以达到保护28.5m的最大距离，起到同时保护一个A类厂
房和一个C类厂房二个建筑物。

同样，对于周边密集的A类厂房的一类建筑物小
工房，一根高15m的避雷针达到保护11.9m的最大距离，可以同时保护三个A
类厂房建筑物。

对于采用多个等高或不等高避雷针作接闪器形成大的避雷网的方式，利用滚球法计算两支避雷针的叠加结果来确定多针的内侧保护范围，且以求得布置避雷针在建筑物保护高度是否在其针的保护范围之内，并要根据立体和平面几何的原理确定它的布置范围截面。

以双根15m避雷针在3.5m高建筑物的平面上计算它们的保护范
围比单根同高避雷针的保护范围大50%，可见多针保护是有效扩大保护范围的很
好途径。

当建筑物不在避雷针的保护范围之内或不能判定建筑物整体受到保护时，
应参照GB50057－94《建筑物防雷技术规范》附录四中的计算来重新确定。

由于烟花炮竹厂房的建筑物多而小，单个避雷针的接地极制作要达到技术规范要求成本很高，一般要制作200m左右的长度接地极才能达到要求，所以将各避雷针
之间的接地极连通，并在避雷针根部制作一圈环型接地极，将雷电流有效泄放，又能有效控制接地线的长度不超过2陪，就可将制作成本大降低。

2.2 防雷电波入侵措施
由于烟花炮竹的建筑物是不允许在室内装设带电设备的，因此一般的建筑物是不需要设立防雷电波入侵措施的，但是，有一少部份是烟花炮竹厂房用于引线制作的建筑物，它们是装设有带电单相的马达设备，这类建筑物一般是3m×3m，应装设
防止雷电波入侵措施；单相低压供电线路宜全线采用屏蔽电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮，或钢套管接到防雷电感应的接地装置上，且穿钢套管的埋地长度大于15m；在进入建筑物LPZ0与LPZ1区的界面，应装设与其耐压水
平相当、标称放电电流≥60KA的浪涌保护器；防雷电感应的接地装置应与防直击
雷接地装置分开设立，相距应在大于3m，且由于建筑物的范围小，防雷电感应的接地装置埋深应≥1.0m，垂直接地体采用50×50×5×2500mm热镀锌角钢，水
平接地体采用40×4mm热镀锌扁钢，并施放一定量的长效降阻剂，使其冲击接地电阻R≤10Ω。

架空金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置相连。

距离建筑物100m内的管道，应间隔25m接地一次，其冲击接地电阻R≤20Ω，
并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接网作引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。

2.3 防静电措施
由于烟花爆竹的人工作坊是存在粉尘浓度达到一定程度时随时有爆炸的可能，因此，为有效消除人体静电带来的灾害影响，在各建筑物门口应设置防静电措施。

防静电装置距地高0.8m，采用不锈钢球，装设在离建筑物门口1.0m入口处，防静电的
接地装置采用 3－5 根50×50×5×2000mm 的热镀锌角钢，埋地深≤0.8m，其接地电阻R≤100Ω。

防静电接地装置与防雷接地装置应分开埋设，且安全距离大于
3m。

为能节省烟花爆竹厂在防雷电灾害方面的实际经济投入，必须在进行建筑物分布设计时就应进行综合考虑，使得建筑物的使用功能分布规划合理，所投入的防雷电灾害的避雷装置又经济合理实用，又能达到现行的防雷技术规范要求。

【相关文献】
［1］黄君健，傅俊霖，何肖珍.民用炸药库防雷地网分析［J］.气象研究与应用， 2008， 29 （4）： 62-64
［2］王明亮，徐力泉，吴海.校园网络系统雷击原因分析及防雷措施［J］.2004， 25 （3）： 33-34
［3］王伟良，何灏，加油站的雷电防护设计［J］.广西气象， 2005，广西气象，26（4）：40-
42
［4］李宁.浅谈矮层建筑物被雷击的一些因素［J］.广西气象， 2005， 26 （S1）： 71
［5］周开春，何明峰.多种降阻材料搭配在变电站接地网改造中的应用［J］.广西气象，2006，27 （3）：51-54
［6］陆斌.雷电电磁辐射的危害及及安全对策［J］.广西气象， 2006， 27 （3） .： 58～60 ［7］吴海，潘家利，石保平.智能建筑与综合布线防雷设计探讨［J］.广西气象2004，25 （2）：50-53
［8］吴松，葛意活，王成刚.浅谈计算机信息系统的雷电防护［J］.广西气象 2004， 25 （4）：32-34
［9］苏平.百色机场大型地接地电阻测试经验与总结［J］.广西气象，2006，27 （4）：59-61 ［10］李福胜，周大捷.防雷接闪器选择和布置［J］.广西气象 2004， 25 （4） .： 30-31。