烟花鞭炮厂雷电防护实践总结

　　摘 要：烟花鞭炮产业所固有的危险性，使其在生产、运输、储存、销售和燃放等过程中容易发生燃烧和爆炸事故，造成严重的人员伤亡和财产损失。特别是在雷雨季节，雷电产生的火花温度之高足以熔化金属，雷电的直击雷、雷电感应、雷电波侵入是引燃、引爆烟花爆竹的危险因素。本文根据作者长期从事雷电防护检查、测试工作的经验，对烟花鞭炮厂防雷工程实践进行总结，供同行参考。

　　1 烟花鞭炮厂的特点

　　烟花鞭炮厂属易燃易爆场所，普遍具有偏远性、分散性、建筑物小且多，大多设置在市郊或县的一些偏远地带，厂房高度较低，绝大比例的厂房和仓库均为“人”字砖瓦结构建筑。经工程所了解，厂址大多地处山坡，四周岩土广布，土质干燥，少数设置在平川地带，四周土壤环境良好;厂房独立、分散，有设置在树林中的，有向山体凿洞式的，亦存在往平板房顶覆土设置的。

　　2 烟花鞭炮厂雷电防护措施

　　2.1接闪器的选择

　　对于烟花鞭炮厂的雷电防护，很多业内同行几乎都一直采用简单的避雷针防护，在规范规定的要求内做到合情合理。由于避雷针实质是引雷装置，安装后，由于接闪系数增加，使本是“路过”的雷电可能会“停驻”，并通过避雷针释入大地，衍生其他的雷电防护问题。同时，由于大部分烟花鞭炮厂的施工并非严格按照规范的标准进行施工(包括摆设位置、四周环境等)，以致保护范围相对较小。如果避雷针设计得很高，将增加安装成本，并造成雷电防护的负担。如果采用架设架空避雷线的方式来防直击雷，由于安装位置不高，且可以两端延伸，易于满足目标物的雷电防护范围。此外，架设架空避雷线的方式由于不似避雷针那么强的尖端效应，接闪系数并无一定程度的增加，不会把本不会“落地”的雷电吸引过来。因此，针对烟花鞭炮行业的仓库、生产厂房，可以采取单根或多根架空避雷线作为接闪器，针对办公室及特殊的仓库、厂房，可根据建筑情况采取避雷带、避雷网及避雷针相结合的混合接闪装置。此外，应重点注意仓库、厂房的金属门窗与建筑所处接地装置的良好电气连接和场内各种进出导电物(如各种金属管道、穿线金属管、线路金属屏蔽体等)的屏蔽、等电位及接地等防雷措施。

　　有的场主在新建或扩建仓库、厂房时，将建筑设在高压线路下，认为高压线路能达到天然架空避雷线的效果。从架空避雷线的防雷击原理及架空高压线的取材及材质特性等方面分析，我们不否定架空高压线在一定程度上有架空避雷线的作用。但是，当强大的静电感应和电磁感应在高压线上产生并传播着足够高的电压时，高压线与目标物的空气距离被击穿，足够远处的线路雷击或雷云过境都能对生命造成毁灭性的破坏。

　　2.2 架空避雷线的保护范围计算

　　根据GB50057-94，架空避雷线的保护半径可按下式计算：

　　bx —避雷针在hx高度的xx′平面上的保护半径(m);

　　hr —滚球半径;

　　hx —被保护物的高度(m);

　　h —避雷线的高度(m)。

　　实际工程中在考虑被保护的高度时，通常设置一定的安全裕度(一般取1~1.5m)，即，

　　代入上述公式中的hx 值为被保护物的构筑高度与安全裕度之和。

　　另外，在确定架空避雷线的高度时应考虑线路弧垂因素。根据标准：设置架空避雷线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为2m。

　　2.3、接地网的设计及施工

　　雷电流流经接地网时，会在接地地网上产生压降，形成地电位升高。一般认为，接地电阻越小，散流越快，地电位升高率越小，对人的危害就越小。但由于土壤电阻率和接地网面积等条件的限制，仅靠降低接地电阻使地电位升高降到安全水平是不现实的，还需采取等电位保护的措施。因此，对接地网既要有尺寸和布置的要求，还要有适当的电阻值要求。

　　由于厂房和仓库大都是独立分散的小建筑物，因此，利用建筑物基础及钢结构作为接地系统基本上不可能，一般采用人工接地，接地网绕建筑物做成环形地网。这主要是因为山地土壤电阻率偏大，达到国家标准规范要求(≤10Ω)有时很困难，而采用环形接地，可以考虑适当降低接地电阻值的要求。当无法做到环形接地时，还可以采用其他形式的接地。

　　当接地电阻难于满足要求时，一般应采取环形接地、外引接地和使用降阻剂等措施，尽量把电阻降到要求值以下。降低接地电阻的措施有：

　　①增加接地极的埋深和数量;

　　②外引接地线到附近的池塘河流中，装设水下接地网;

　　③换用电阻率较低的土壤;

　　④在接地极周围施加降阻剂。

　　地网深度为0.8～1.0m，其中水平接地体和垂直接地体的设置按照GB50057-94第4.3.1及第4.3.2条的规定设计施工。根据GB50057-94的技术要求，建筑物防直击雷的接地电阻不大于10Ω，电气与防雷共用基础接地体时，要求接地电阻不大于4Ω。若仅只进行建筑物直击雷，则接闪装置的冲击接地电阻值为10Ω以下，当实测不满足要求时，增设人工接地极。

3 防静电感应措施

　　在实际防雷工程中，很多烟花鞭炮厂的生产厂房大多为向山体凿洞式的4×4 或5×4的独立建筑，一房一人制。很多场主认为无需采取任何的防雷措施，原因有二：雷雨天气通常采取“关门走人”、建筑的高度完全低于后坡的高度。躲雷是公认的最为安全的措施，但是引燃引爆烟花爆竹的因素除了野火、雷电、人工火苗外，静电更是一重大因素。秋干气爽、冬干物躁的季节，人们所穿的毛线衣很容易产生静电，产生的电火花将对安全生产造成严重的威胁。因此，应采取有效的防静电措施。包括穿防静电的衣服、保持一定的空气湿度及设置除静电装置。

　　4 工程要求

　　4.1关于取材

　　架空避雷线的取材为截面不小于35mm²的镀锌钢绞线。

　　架空避雷线的端部的各支柱处至少设一根引下线。其取材为圆钢时，圆钢直径≥8mm;取材为扁钢时，扁钢截面≥48mm²，厚度≥4mm。在每根引下线上距地面不低于0.3mm处设接地体连接板，采用埋于土壤中的人工接地体时设断接卡，其上端与连接板连接。

　　4.2 关于安全距离

　　架空避雷线与建筑物屋顶的垂直间距不小于3m。

　　架空避雷线的支柱与目标物的距离(Sa1 )根据GB50057-94第3.2.1条第五款和目标设计电阻值确定。在高山地区或是土壤电阻率较高的地区，建筑物的高度(hx)大部分小于5倍冲击接地电阻值(Ri)，Sa1≥0.4(Ri +0.1 hx)。在平川地区或是土壤电阻率较低的地区，合理的地网设置，一般能把接地电阻做得很小，hx 常大于5 Ri ，则Sa1 ≥0.1(Ri + hx)。

　　防直击雷的人工接地体距建筑出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时，水平接地体局部埋深≥1m，或水平接地体局部包绝缘物，可采用50~80mm厚的沥青层。

　　5 结束语

　　烟花爆竹仓库危险性强，位置分散，结构多样，因此给雷电防护造成了一定的难度，实际中存在诸多的安全隐患，如有的厂房或仓库由于长度或是跨度大，而在木屋架屋脊上安装避雷带等接闪设置，或是将厂房设置在高耸的从林中，有的仓库设置在高压线下等，这都有待于我们在工作中去关注、去查找、去纠正，用严谨的态度服务于安全生产。

　　作者简介

　　张春美，毕业于湛江气象学校电子专业，1991年至今一直在连云港市气象局从事产业工作。2000年于在淮海工学院计算机应用专业学习， 2007至今在南京信息工程大学防雷专业学习，师从肖稳安，张其林，杨仲江等教授。

　　苏 伟，毕业于湛江气象学校气象专业，1991年至今一直在连云港市气象局从事产业工作，2001年后在南京信息工程大学气象专业学习，2008年获得南京信息工程大学气象专业理学学士学位。