民用炸药库防雷设计

毕业论文(设计) 题目民用炸药库防雷设计

学生姓名蔡熙翔

学号 ************

院系继续教育学院

专业雷电科学防护与技术

指导教师张云峰

二〇一二年四月七日

目录

1引言 (1)

2民用炸药库爆炸危险环境的防雷划分 (2)

2.1 炸药库的分类 (2)

2.2 爆炸危险环境的等级划分 (2)

2.3 通风情况不同时炸药库的分类 (3)

3现场勘查 (3)

3.1炸药库所处环境 (3)

3.2炸药库基本情况及防雷等级的确定 (3)

4防雷措施 (4)

4.1方案设计的重点 (4)

4.2方案设计的主要思路 (4)

4.3避雷网格保护 (6)

4.4对炸药库区内静电进行的防护设计 (6)

5结束语 (7)

参考文献 (8)

民用炸药库防雷设计

蔡熙翔

南京信息工程学院继续教育学院210044

摘要：随着国民经济的快速发展，能源及资源的需求量供不应求，矿点逐渐增多,矿山的开发和建设都需存储炸药的炸药库，因此炸药库的保护就尤为重要。本文通过对苍梧县芝鸦矿业有限公司炸药库的勘查和设计，来解决炸药库在采用独立避雷针保护后，由于周边树木影响到避雷针对炸药库的保护范围，需要在炸药库顶面设置避雷网格带来增加保护炸药库安全的问题。本文对炸药库设计的方法与其他炸药库的设计不同之处在于直击雷方面增加了炸药库顶面避雷网带，给炸药库上了双保险，也弥补炸药库防雷设计在避雷针受影响下如何增加炸药库安全系数这方面问题的空白，同时为这种情况下炸药库的设计提供了一定的参考价值。

关键词：雷电炸药库避雷针避雷网格

1、引言

随着近年北部湾经济区建设和发展，广西经济突飞猛进。这个原本矿产资源就很丰富的地区吸引了很多公司企业前来开发，因而各类矿产的矿点也逐渐增多。本文设计的苍梧县芝鸦矿业有限公司为该公司的新建矿山，地处苍梧县新地镇内，设计年产锰矿和铜矿30万吨。为了矿山的建设和生产，在矿区附件新建一座存储炸药10万吨、爆破器材2万吨的炸药库。由于炸药库遭受雷击后，会引发大功率雷电放电，从而形成电火花引起爆炸，造成巨大的破坏和人身伤亡，例如1926年6月10日17时许，美国登玛克湖(Lake Denmark)的某工厂内一座炸药仓库，被雷电击中，引起爆炸，并激起其他两座仓库内的炸药发生殉爆和一些仓库发生火灾，造成19人死亡，38人受伤，工厂遭到严重破坏；1998年8月22日21时，湖北省南漳县化建公司炸药库被雷击中，导致雷管库内22.5吨铵锑炸药、146.5km的导火索以及十万枚雷管全部炸毁，造成1人死亡，10人重伤，轻伤住院62人，包扎未住院124人。因爆炸波及32个单位和6个村民小组，共657户2313人，倒塌防务337间，造成直接经纪损失近千万元的特大雷击事故。由中外雷击事故案例中我们可以看出雷击对炸药库的危害，因此炸药库的防雷工作刻不容缓。

一般对炸药库造成最直接的危害是雷电的热效应和过电压效应。雷电的热效应：雷电流在被击中物体内导致可观的焦耳热，使被击中物体内温度发生非常猛烈的上升，结果导致被击中物体燃烧或熔化。如果雷击发生在易燃易爆场所，就会因高温而引起火灾，对炸药库造成很大威胁。雷电的过电压效应：地闪发生之前，空中出现雷云。由于静电感应，正对雷云下方的地面（建筑物或其它物体）会感应出异号的正电荷。如果雷云下方有大面积的金属建筑物，且对地绝缘，则在静电感应所引起的高电压作用下，金属体对其下方的某些接地物体将会造成火花放电，导致设备和人员的损坏和伤亡，还可能会引发火灾，危及建筑物内设备

和人员的安全。

本文设计的苍梧县芝鸦矿业有限公司为该公司的新建矿山，地处苍梧县新地镇内。设计年产锰矿、铜矿30万吨。为了矿山的建设和生产，在矿区附件新建一座存储炸药10万吨、爆破器材2万吨的炸药库。根据《建筑物防雷设计规范》的规定，芝鸦矿业有限公司地面炸药库为第一类防雷建筑物，防雷措施主要包括：防直击雷措施、防雷电感应措施。重点突出防直击雷的设计，采用独立避雷针与顶面敷设避雷网格的方法对炸药库进行双重保护。2、防雷等级划分

2.1 建筑物等级的分类

建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：

1凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

2 具有 0区或 20区爆炸危险场所的建筑物。

3 具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

按照《建筑物防雷设计规范》GB50057－94的要求，根据建筑物的重要性、使用性质以及发生雷电事故的可能性和后果把爆炸危险环境的建筑物防雷分为两类。如表1所示：

表1 爆炸危险环境的建筑物防雷分类

2.2 爆炸危险环境的等级划分

根据IEC79－10标准和我国的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058－97对爆炸气体环境做了如下的阐述：

①在大气条件下，易燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物；

②闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物；

③在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体可能泄漏时，其蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物。

上述爆炸气体环境根据爆炸气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按照下列规定进行等级分区：

① 0区：连续出现或长期出现爆炸气体混合物的环境，或者说存在着连续级释放源的区域；

② 1区：在正常运行时可能出现爆炸气体混合物的环境，或者说存在着第一级释放源的区域；

③ 2区：在正常运行时不可能出现爆炸气体混合物的环境，即使出现也是短时间存在爆炸气体混合物的环境，或者说存在着第二级释放源的区域；

2.3 通风情况不同时炸药库的分类

当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。 我国的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》对爆炸粉尘环境做了如下的阐述：

在大气条件下，爆炸粉尘、可燃性导电粉尘、可燃性非导电粉尘和可燃纤维与空气形成爆炸气体混合物。同样根据爆炸粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按照下列规定进行等级分区：

① 10区：连续出现或长期出现爆炸粉尘混合物的环境；

② 11区：有时会将积留下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸粉尘混合物的环境。

综上所述，民用炸药库属于第一类防雷建筑物，即平常所说的一类建筑物。

3、炸药库现场勘查

3.1炸药库所处环境

炸药库所处的环境的雷暴日及土壤电阻率往往直接影响到对炸药库的整体设计。因此，做好炸药库周边环境的勘察对防雷设计很重要。

气象地理环境

苍梧县芝鸦矿业有限公司炸药库位于苍梧县新地镇附近，处于亚热带季风区域。亚热带季风气候的特点是每年夏季多雨冬季少雨，每年雨季在5月-8月。在当地防雷中心查阅了雷电活动的记录，通过公式计算出该镇年平均雷暴日为91.8天，属于雷电多发区。

土壤电阻率

炸药库处于山丘中，场地靠近山体，用土回填水稻田铺平硬化而成。土壤表层多属黄土，分布较均匀。通过文纳四极法土壤表层多属黄土，分布较均匀。使用摇表采用四地极5M 间距法共测六组土壤电阻率，其套用公式：2a R ρπ=⋅⋅计算出土壤电阻率。

其中：a —测量时仪表接地极间距，单位：m ；

R —接地极的接地电阻值，单位：Ω

经测量校内平均土壤电阻率为68.09Ω·m 。因测量时属雨季，土壤湿度大，使测值偏低。为使数据更精确最后计算值为实测值乘季节系数，即

ρρ=⨯⊄实 （1） 式中：⊄—季节系数，查表得该处取1.5；ρ实—实测值最后算得校区实际平均土壤电阻率为102.14Ω·m 。

3.2炸药库基本情况及防雷等级的确定

库区里有炸药库、雷管库，炸药库的基本情况：长宽高分别为6.9m×4.9m×3.0 m ，正面