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[摘 要]由于炸药库属于危险性高、易受雷击的建筑物,所以防雷工程的详细勘察和合理设计尤为重要。本文通过案例对炸药库防雷防静电工程的设计和施工进行了简要的总结。
[关键词]炸药库 防雷 设计 施工
中图分类号:TU895 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)47-0162-02
引言
由于炸药库的特殊性和库房选址的特定要求,在炸药库设计施工中,防雷安全设施就显得十分重要,对其质量和可靠性要求更高。现代防雷技术措施可归结为ABCDEGS七个字,就是“躲”、“等电位连接”、“传导”、“分流”、“消雷”、“接地”、和“屏蔽”。目前,我县的防雷工程基础比较薄弱,在设计过程中部分设计单位无资质或超资质等级设计,防雷防静电设计不规范,工程施工中不规范、不合理的问题突出,存在很大的安全隐患,严重威胁生命和财产安全。在新建建筑物施工前要进行勘察设计,根据实际情况,按照规范要求设计独立的接闪装置、配电箱必须设计浪涌保护器、防静电区域入口处需设计防静电扶手、内部设计环形闭合的等电位连接带,金属设备必须与接地装置连接,施工过程中严格一定要按设计施工。
1、实地勘察
1.1 库房实地勘察
隆德高速公路炸药库设计有一间雷管库、一间炸药库和一间值班室,都为一层砖混结构,位置设在两座山腰地带,四周环境开阔,无高大建筑物,库房设计有上下两个通风口,安装钢筋窗户。
该炸药库地处隆德六盘山山区,雷雨天气日数多,年平均雷暴日数为31天[微软拥护1],最多天为63天[微软拥护2][2],且周围无高大建筑物,四面环山,很容易被作为引导雷电流泄放到大地的通道,增加了该建筑物雷击的概率。
1.2 库房年雷击次数计算
炸药库年预计雷击次数依据公式(1)
k雷击次数校正系数,在一般情况下取1;在下列情况下取相应数值;位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;
建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/( km2·a)]
与建筑物截受相同雷击次数的等小面积(km2)
雷击大地的年平均密度按公式(2)
该炸药库高度﹤100m,故建筑物等效面积按公式(3)
式中L、W、H 分别为建筑物的长、宽、高(m)。
隆德县平均年雷暴日数为31天,该雷管库和炸药库四周环境开阔,是孤立的建筑物,故k取2,由于雷管库和炸药库设计有避雷针,故建筑物长宽高取两库合计,L=22m、W=6m、H=3.5m。
1.3 防雷类别确定
2010年我国颁布的《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)中规定:制作、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品的建筑物划分为第一类防雷建筑物,因此该炸药库防雷工程按照第一类建筑物设计。
2、炸药库防雷设计
2.1 防直击雷设计
在防直击雷的设计中,在节约成本的前提下,结合地理位置,设计一根独立的避雷针作为防直击雷装置,采用滚球半径法计算避雷针高度,第一类防雷建筑滚球半径()为30m[4]。假设避雷针高度h≤,设计单根避雷针进行保护,理论计算如图1所示。
1.在距地面处作一条平行于地面的平行线;
2.以针尖为圆心,为半径,作弧线交于平行线的A、B两点;、
3.以A、B为圆心,为半径,作弧线。该弧线与针尖相交并与地面相切。从该弧线起到地面止就是避雷针的保护范围。
4.避雷针在高度的水平面上的保护半径为
为被保护物的高度(m);
为滚球半径,
实地测量知:=15.7m,因为避雷针和炸药库在同一水平面上,故=3.5m,代入公式(4)得 h=17m,避雷针的安装位置如图2所示,避雷针距离炸药库3m,安装在炸药库和雷管库之间。
2.2 防雷电波侵入
由于炸药库与值班室分离,值班室按照一般建筑物防雷设计即可,在配电箱加装电涌保护器并进行可靠的接地,要求电涌保护器标称电流不小于20KA,采用在宁夏气象部门备案产品,浪涌保护器安装如图3所示。
2.3 防雷电感应
由于建筑物存放炸药,已设计有避雷针,不再设计避雷带,设计40×40mm镀锌扁钢做等电位连接构造柱即可,沿±0地平绕库房一圈,与构造柱连接,要求焊接面积必须达到48mm?,以防虚接。
2.4 防静电
在雷管库和炸药库门口各设计一套触摸式防静电扶手,要求要用40×40mm镀锌扁钢与共用地连接,形成连接通路,来泄放人体带来的静电。并且在库房内墙做一环形闭合的等电位带,与防盗门、钢窗、栅栏门可靠连接并接地。
特别强调,接闪器接地装置和其余接地装置要分开,间隔距离大于3米[微软拥护3][3],本工程接闪器和余接地装置在上下两块地中,距离远大于3米。
3、防雷工程施工
在所有设计完成后进入施工阶段,首先要做接闪器,根据高度,选用不同直径的镀锌钢管,每一种型号不宜超过3米,选用6种可以套装焊接的镀锌钢管,避雷短针要专业人员制作或购买成品,不宜超过1米,整个接闪器超过5米就要设置拉线,确保安全。
接地装置的制作有位重要,要求接地电阻小于10欧母,根据得到的数据,要求接地体形成闭合回路,回路距离不小于30米,接地极不少于六根,接地极长度大于2米,距地面50CM以下,接地极要采用50MM的镀锌圆钢或角钢,接地体采用不小于40*4的镀锌扁钢。
炸药库最难的就是库内沿内墙做等电位连接带,特别是固定,做的既要美观又要结实,最好先固定好后在切割掉长处的螺杆,然后打磨平整,刷银粉以作美观。
4、结论
防雷设施的缺陷、缺失是炸药库爆炸事故的重要因素,由于炸药库有自己特殊的防雷设计要求,我们在设计和施工中严格按规范执行,设计要把握三点:一、防直击雷装置接地装置和其余接地装置分离,间距大于3米。二、炸药库不能设计避雷带作直击雷装置。三、施工中要注意材料的规格和技术要求,严格按照规范要求施工,确保工程质量,保证防雷系统能够切实有效的消除或降低雷电灾害对炸药库的破坏。
参考文献
[1] 宁夏回族自治区地面气候资料(1971-2000),宁夏回族自治區气候中心,2001.12
[2] 张春燕,张冲.炸药库防雷工程设计和施工[J].煤矿爆破,2012,97(2):24-27
[3] GB50601-2010 建筑物防雷工程施工与质量验收规范[S].北京:中国人民共和国住房和城乡建设部,2010
[关键词]炸药库 防雷 设计 施工
中图分类号:TU895 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)47-0162-02
引言
由于炸药库的特殊性和库房选址的特定要求,在炸药库设计施工中,防雷安全设施就显得十分重要,对其质量和可靠性要求更高。现代防雷技术措施可归结为ABCDEGS七个字,就是“躲”、“等电位连接”、“传导”、“分流”、“消雷”、“接地”、和“屏蔽”。目前,我县的防雷工程基础比较薄弱,在设计过程中部分设计单位无资质或超资质等级设计,防雷防静电设计不规范,工程施工中不规范、不合理的问题突出,存在很大的安全隐患,严重威胁生命和财产安全。在新建建筑物施工前要进行勘察设计,根据实际情况,按照规范要求设计独立的接闪装置、配电箱必须设计浪涌保护器、防静电区域入口处需设计防静电扶手、内部设计环形闭合的等电位连接带,金属设备必须与接地装置连接,施工过程中严格一定要按设计施工。
1、实地勘察
1.1 库房实地勘察
隆德高速公路炸药库设计有一间雷管库、一间炸药库和一间值班室,都为一层砖混结构,位置设在两座山腰地带,四周环境开阔,无高大建筑物,库房设计有上下两个通风口,安装钢筋窗户。
该炸药库地处隆德六盘山山区,雷雨天气日数多,年平均雷暴日数为31天[微软拥护1],最多天为63天[微软拥护2][2],且周围无高大建筑物,四面环山,很容易被作为引导雷电流泄放到大地的通道,增加了该建筑物雷击的概率。
1.2 库房年雷击次数计算
炸药库年预计雷击次数依据公式(1)
k雷击次数校正系数,在一般情况下取1;在下列情况下取相应数值;位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;
建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/( km2·a)]
与建筑物截受相同雷击次数的等小面积(km2)
雷击大地的年平均密度按公式(2)
该炸药库高度﹤100m,故建筑物等效面积按公式(3)
式中L、W、H 分别为建筑物的长、宽、高(m)。
隆德县平均年雷暴日数为31天,该雷管库和炸药库四周环境开阔,是孤立的建筑物,故k取2,由于雷管库和炸药库设计有避雷针,故建筑物长宽高取两库合计,L=22m、W=6m、H=3.5m。
1.3 防雷类别确定
2010年我国颁布的《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)中规定:制作、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品的建筑物划分为第一类防雷建筑物,因此该炸药库防雷工程按照第一类建筑物设计。
2、炸药库防雷设计
2.1 防直击雷设计
在防直击雷的设计中,在节约成本的前提下,结合地理位置,设计一根独立的避雷针作为防直击雷装置,采用滚球半径法计算避雷针高度,第一类防雷建筑滚球半径()为30m[4]。假设避雷针高度h≤,设计单根避雷针进行保护,理论计算如图1所示。
1.在距地面处作一条平行于地面的平行线;
2.以针尖为圆心,为半径,作弧线交于平行线的A、B两点;、
3.以A、B为圆心,为半径,作弧线。该弧线与针尖相交并与地面相切。从该弧线起到地面止就是避雷针的保护范围。
4.避雷针在高度的水平面上的保护半径为
为被保护物的高度(m);
为滚球半径,
实地测量知:=15.7m,因为避雷针和炸药库在同一水平面上,故=3.5m,代入公式(4)得 h=17m,避雷针的安装位置如图2所示,避雷针距离炸药库3m,安装在炸药库和雷管库之间。
2.2 防雷电波侵入
由于炸药库与值班室分离,值班室按照一般建筑物防雷设计即可,在配电箱加装电涌保护器并进行可靠的接地,要求电涌保护器标称电流不小于20KA,采用在宁夏气象部门备案产品,浪涌保护器安装如图3所示。
2.3 防雷电感应
由于建筑物存放炸药,已设计有避雷针,不再设计避雷带,设计40×40mm镀锌扁钢做等电位连接构造柱即可,沿±0地平绕库房一圈,与构造柱连接,要求焊接面积必须达到48mm?,以防虚接。
2.4 防静电
在雷管库和炸药库门口各设计一套触摸式防静电扶手,要求要用40×40mm镀锌扁钢与共用地连接,形成连接通路,来泄放人体带来的静电。并且在库房内墙做一环形闭合的等电位带,与防盗门、钢窗、栅栏门可靠连接并接地。
特别强调,接闪器接地装置和其余接地装置要分开,间隔距离大于3米[微软拥护3][3],本工程接闪器和余接地装置在上下两块地中,距离远大于3米。
3、防雷工程施工
在所有设计完成后进入施工阶段,首先要做接闪器,根据高度,选用不同直径的镀锌钢管,每一种型号不宜超过3米,选用6种可以套装焊接的镀锌钢管,避雷短针要专业人员制作或购买成品,不宜超过1米,整个接闪器超过5米就要设置拉线,确保安全。
接地装置的制作有位重要,要求接地电阻小于10欧母,根据得到的数据,要求接地体形成闭合回路,回路距离不小于30米,接地极不少于六根,接地极长度大于2米,距地面50CM以下,接地极要采用50MM的镀锌圆钢或角钢,接地体采用不小于40*4的镀锌扁钢。
炸药库最难的就是库内沿内墙做等电位连接带,特别是固定,做的既要美观又要结实,最好先固定好后在切割掉长处的螺杆,然后打磨平整,刷银粉以作美观。
4、结论
防雷设施的缺陷、缺失是炸药库爆炸事故的重要因素,由于炸药库有自己特殊的防雷设计要求,我们在设计和施工中严格按规范执行,设计要把握三点:一、防直击雷装置接地装置和其余接地装置分离,间距大于3米。二、炸药库不能设计避雷带作直击雷装置。三、施工中要注意材料的规格和技术要求,严格按照规范要求施工,确保工程质量,保证防雷系统能够切实有效的消除或降低雷电灾害对炸药库的破坏。
参考文献
[1] 宁夏回族自治区地面气候资料(1971-2000),宁夏回族自治區气候中心,2001.12
[2] 张春燕,张冲.炸药库防雷工程设计和施工[J].煤矿爆破,2012,97(2):24-27
[3] GB50601-2010 建筑物防雷工程施工与质量验收规范[S].北京:中国人民共和国住房和城乡建设部,2010