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小型炸药库的防雷设计意见

摘要：本文通过实例，结合目前国内领先的防雷技术就小型炸药库（民爆仓库）的雷电防护做出全面解析；通过本文可了解炸药库面临的雷电风险，将理论运用到实际，对炸药库实施全面的防雷保护措施。

 
关键词：炸药库 防雷技术 直击雷 静电防护 接地电阻
 

前 言

        随着国家经济的不断发展，基础建设高歌猛进。为更好的为基础建设提供爆破服务，国内各大民爆公司不断兴建民爆库房，以保证民爆物品能及时供应。一般民爆库房内设有炸药库与雷管库，而民爆物品属于易燃易爆危险品，因此民爆库房被纳入一类防雷建筑物。往往此类建筑建设在人烟稀少的坡地，雷击概率是洼地的几倍甚至几十倍。一直以来民爆库房的防雷保护是库房安全的头等大事，随着国家防雷规范的进步，我们应对民爆库房的防雷有新的认识并严格执行相关的防雷标准。
 

一、民爆库房有哪些雷电风险 
 

1.  直击雷危害

        民爆库房多为砖混结构，遭受直击雷袭击时，闪电中的电压高达几万伏至十亿伏，极易导致建筑物受损引起危害，并产生机械效应或热效应和电火花，使产生燃烧和爆炸的危险。

2.  感应雷危害
       
       雷电放电时，对库房内的金属防爆箱、金属门窗、铁栅、金属防鼠网等金属导体产生静电感应和电磁感应，并形成电位差使金属导体之间产生火花从而引起爆炸事故。库区内监控设施，门卫室用电线路均会受到感应雷的威胁。

3．雷电波侵入危害

        雷电波侵入是指直击雷、感应雷沿架空线路或者管道等金属的引入线引入库房内，发生闪击放电产生电火花而造成爆炸、燃烧等事故。

4．静电的危害

        虽然静电的电量虽然不大，但是，其电压却很高，因而容易发生放电，产生静电火花，极易引起燃烧、爆炸。

        综上所述，小型雷管炸药库的雷电危害方式主要有以上四种，不论哪一种都会产生电火花而产生爆炸和燃烧的危险。
 

二、实例说明如何有效采取防雷保护措施

 
        任何理论都应建立在实践之上，高于实践又不脱离实践，否则其理论毫无意义。下面笔者以真实案例进行说明，把相关防雷技术理论与案例结合，从而让读者对炸药库房的防雷有新的认识。

       四川天宏爆破工程有限公司于四川省仁寿县高家镇战胜村兴建一处小型民爆仓库，内设有三处5吨炸药库房，一处20000发雷管库房。该仓库位于山坡上，属于雷电高发区。经查询，该地区年平均雷暴日为35.1天。仓库所在位置相对高处的土壤层较浅约为30CM，相对低处的土壤层较厚约为2米。根据现场情况，下面就上述提到的四大风险一 一设计防雷保护。

炸药库平面图

1 直击雷防护

        直击雷是指雷电直接击中建筑物造成建筑物损坏，并产生火花。接闪器能有效拦截可能击中建筑物的雷电波，为了使接闪器对雷电进行有效拦截，需要严格按照防雷标准设置避雷针的位置和高度。通常我们运用滚球法来计算出避雷针的高度。
        炸药库长8米，宽5米，高3米；滚球半径R=30;避雷针安装位置距离库房3米，避雷针有效保护半径不小于9米。
        利用避雷针保护半径公式：
        
        已知：r=9 ，hr=30， hx=3
        计算得出 h=9.65
        因此避雷针的高度应设置为10米高。
        运用此公式同样可以计算出其余库房避雷针的高度。

        根据防雷标准《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010，直接雷的接地电阻值应小于10欧姆。在常用的接地材料中， 我们选取比较经济的热镀锌角钢做为垂直接地体，热镀锌扁钢做为水平接地体，在距离库房3米远的位置做接地网，并将所有避雷针连接至地网。从而做到有效防护直击雷。

2.  感应雷防护

        前面了解了感应雷的产生条件，我们便可以对感应雷做出有效的防护措施，具体措施为：
        在雷管库和炸药库屋面上设置明式避雷带，并分别设置两组引下线接地作为雷电感应的防护措施。其接地装置与避雷针的接地装置严格分开，并满足“地中距离 Sel≥0.4Ri且不得小于3米”的要求。这样不仅可以大大削弱雷击避雷针时在库房内的金属防爆箱、金属门窗、铁栅、金属防鼠网等金属导体产生的感应电动势，而且还能避免因避雷针保护范围失效引起的绕击。

        库房内的金属防爆箱、金属门窗、铁栅、金属防鼠网等金属均应作等电位连接技术处理，进行严格接地，并与外部屋面避雷带共用同一个接地装置，防止反击的危险。

3.  雷电波入侵的防护

       因为库房周围没有架空线路，也没有金属管道引入到库房内，因此在这个案例中，可以不用采取措施。

4.  静电防护

        静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的。炸药库属于静电引燃（爆）危险场所，静电的危害不容忽视。因此我们需要再库房门口设置释放静电的装置，即人体静电释放仪，操作人员在进入库房之前，只需触摸静电释放仪便可释放人体静电。同时工作人员在对雷管炸药进行装卸、储存等操作时应轻拿轻放，尽量减少碰撞；库房内的所有属静电导体的物体必须接地，并与防雷电感应共用同一接地装置；工作人员应穿无静电点燃危险的工作服和防静电（导电）鞋，以防止人体带电；禁止在库房内穿脱衣服、帽子或类似物；在库房门前设置静电桩，工作人员进入库房前应有效接触静电桩以消除人体身上所带的静电，静电桩的接地装置也与防雷电感应接地装置共用。
     
        综上所述，一套完整的炸药库防雷方案应该按严格按照以上所述措施进行安装施工，下图为完整防雷平面图供读者参考：

防雷接地平面图

三、文献及依据标准
 

1、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343-2004   
2、《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010
3、《雷电学原理》 北京：气象出版社（2003）
4、李良福·易燃易爆场所防雷抗静电安全检测技术﹒北京：气象出版社（1997）
5、《民用爆破器材工厂设计安全规范》（GB50089-98）
6、《小型民用爆破器材仓库安全标准》（GB15745-95）
7、《防止静电事故通用导则》 （GB12158-90）

成都蓝创安防设备有限公司

2016年3月29日