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后方危险品仓库防雷及静电接地设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-10-25  来源:《电气&智能建筑》  作者:南京军区空军勘察设计院 张建军 贺雷 张永 苏娟
摘 要 文章针对后方危险品仓库雷击及静电带来的相关危害,依据防雷及静电接地设计的基本原理,并结合实际中的应用情况,讨论了危险品仓库防雷及静电防护接地系统的设计思路,给出了主要设计要素和相关的设计方法。
 
关键词 危险品仓库 防雷 防静电接地 接地导体
 
  后方军械等仓库担负着全军战略、战役危险品装备物资储备和供应任务,装备物资多为爆炸易燃危险品,所处环境特殊,地面库所处位置多为空旷狭长相对平整的半山区,是雷击的多发地带,而且,库区一般占地面积较大,而单栋库房建筑面积较小,难以进行雷电的多级保护,这些地方就成了雷击多发地带,是库区安全建设的难点,也是上级主管部门关心的重点。
 
  同时,危险品仓库静电放电引发爆炸、人体电击的事故也时有发生。这是因为:一方面,仓库中贮存的许多危险品及其包装材料的电阻率都在1011~ 1015Ω•cm范围内,具备了静电产生的内部条件;另一方面,在危险品作业中离不开搬运、堆码、覆盖等操作,因而货物之间、货物与人体之间、货物与搬运工具之间、搬运工具与地坪之间等不可避免地产生摩擦、滚动、撞击等,这些过程都会在危险货物表面、人体等引起很高的静电积累,即静电产生的外部条件也充分存在。如果防护不当,就可能产生火花放电和刷形放电,从而成为引发爆炸的点火源,更易发生电击事故,甚至发生操作人员被静电放电击倒的现象。显然,危险品仓库的静电放电防护措施必不可少。但与防雷接地相比,静电危害防护研究在危险品的存放作业中仍是一个薄弱环节,没有引起足够的重视。
 
  对各类地面防雷场所,应按不同的防雷类别,采取防直击雷、闪电感应、闪电电涌侵入的措施;各类地下、半地下防雷场所,采取防闪电感应和防闪电电涌侵入的措施;防雷场所内设有电子信息系统时应采取防雷击电磁脉冲;各类场所还应做好防静电接地,采取有效的防护措施,最大限度地减少雷电及静电造成的破坏和损失。
 
1 后方危险品仓库的防雷等级
 
  按库房存储装备物资的特性,对雷电的敏感程度和发生雷电事故的可能性及后果,将后方危险品仓库防雷类别划分为三个等级:I、Ⅱ级危险场所(危险场所定义详见GJB2268A-2002第5章的规定)为一类,Ⅲ类危险场所和雷达、指挥仪、导弹发射系统等含有电子设备的场所为二类,除一、二类防雷场所以外的其它场所为三类。结合国家规范《建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)》第3.0.2及3.0.3条定义,后方危险品仓库主要为一、二类防雷等级,具体设计时根据单体建筑存储特性划分。
 
2 防直击雷措施
 
  (1)地面一类防雷场所可采取下列措施
  1)装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m使被保护场所及其所属物体,均处在接闪器的保护范围内。
  2)独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱,宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。
  3)独立接闪杆和架空接闪线或网及支柱及其接地装置与被保护建筑物(含屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等)及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离应符合GB50057-2010第4.2.1条第5、6、7款的规定。
  4)独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网应设独立的接地装置,每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区,可适当增大冲击接地电阻,但在3000Ωm以下的地区,冲击接地电阻不应大于30Ω.
  5)当树木高于地面防雷场所且不在接闪器保护范围之内时,树木及场所之间的净距不小于5m.
  6)当难以装设独立的外部防雷装置时,可将接闪杆或网格不大于5m×5m或6m×4m的接闪网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上,并保证被保护场所均处于接闪器的保护范围以内,其设置应符合下列规定:
  ①接闪器之间应互相连接;
  ②引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀或对称布置,其间距沿周长计算不宜大于12m;
  ③建筑物应装设等电位联结环,环间垂直距离不应大于12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。等电位联结环可利用电气设备的等电位联结干线环路;
  ④应采用共用接地系统。
  (2)地面二类防雷场所,宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。
  (3)地下、半地下防雷场所口部的外露金属物,应与接地装置可靠连接。
 
3 防闪电感应措施
 
  据统计,在每年的雷击事故中,因直击雷引发的灾害为15%,而因闪电波和闪电感应沿电源、信号线路损坏室内设备的雷击灾害约达80%,可见做好防闪电感应及闪电电波侵入的重要性。
 
  (1)建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物,均应接到防闪电感应的接地装置上。
 
  金属屋面周边每隔18m~24m应采用引下线接地一次。现场浇灌或用预制构件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋网的交叉点应绑扎或焊接,并应每隔18m~24m采用引下线接地一次。
 
  (2)平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物,其净距小于100mm时,应采用金属线跨接,跨接点的间距不应大于30m;交叉净距小于100mm时,其交叉处也应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时,连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘,在非腐蚀环境下,可不跨接。
 
  (3)防闪电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用,其工频接地电阻不宜大于10Ω.防闪电感应的接地装置与独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网的接地装置之间的间隔距离,应符合GB50057-2010第4.2.1条第5款的规定。当屋内设有等电位连接的接地干线时,其与防闪电感应接地装置的连接不应少于2处。
 
  (4)防雷场所的密闭门、通风门、防护门及通风窗等金属框架,和其内部的钢屋架、道轨、吊车、金属地板、金属管道、电缆桥架、电缆金属外皮等大尺寸的金属物,应与接地装置可靠连接。
 
4 防闪电电涌侵入的措施
 
  (1)室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设,在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
 
  (2)当全线采用电缆有困难时,应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线,并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于15m.在电缆与架空线连接处,尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不应大于30Ω.所装设的电涌保护器应选用Ⅰ级试验产品,其电压保护水平应小于或等于2.5kV,其每一保护模式应选冲击电流等于或大于10kA;若无户外型电涌保护器,应选用户内型电涌保护器,其使用温度应满足安装处的环境温度,并应安装在防护等级IP54的箱内。
 
 
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