宋富君

中圖分類號:TS97文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920208-01

雷電的災害主要表現(xiàn)為雷電所造成的雷擊具有極大的破壞性。每個閃電的強度可以高達10億伏,一個中等程度的雷電功率有10萬千伏,相當于一個小型核電站的輸出功率。全世界平均每分鐘發(fā)生雷暴二千次,每年因雷擊造成的人員傷亡超過一萬人,導致火災、爆炸、信息系統(tǒng)癱瘓等事故頻繁發(fā)生。因此,弄清雷電的火災危險性,掌握對策,對于預防雷電火災,減少人身傷亡和財產(chǎn)損失,具有十分重要的意義。

一、建筑物的防雷設計及防雷措施

要防止雷擊火災必須首先認清與火災有關的雷電效應。雷電的特點主要是電壓高,電流大瞬間可產(chǎn)生極大的能量。這種能量有多種表現(xiàn)形式,即多種效應,包括熱效應、電磁效應、力學效應、接觸電壓和跨步電壓等,其中可造成火災的主要是熱效應和電磁效應(包括電磁感應和靜電感應雷電的熱效應)。

(一)外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器有三種形式:避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng),它位于建筑物的頂部,其作用是引雷或稱截獲閃電,即把雷電流引下。引下線上與接閃器連接,下與接地裝置連接,它的作用提把接閃器截獲的電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處,它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。

內(nèi)部防雷裝置的作用是減小建筑物內(nèi)的雷電流和產(chǎn)生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓二次雷害。除外部防雷裝置外,內(nèi)部防雷裝置包括等電位連接設施(物)、屏蔽設施、加裝的避雷器以及合理布線和(內(nèi)部)良好接地等措施。就防火而言,只有外部防雷裝置,沒有內(nèi)部防雷裝置,建筑物內(nèi)的安全是沒有保證的,因為接閃裝置接閃后,其引下線周圍的感應范圍較大,導體與導體之間如處理不當,極易產(chǎn)生火花放電,引燃附近的易燃物,造成火災。防雷工程是一種系統(tǒng)工程,人們要整體地考慮外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。建筑物防雷設計應主要考慮以下四項要素:

1.接閃功能。指實現(xiàn)接閃功能所應具備的條件,包括接閃器的形式(避雷針、避雷帶、或避雷網(wǎng))、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學統(tǒng)一性。

2.均衡電位。指使建筑物內(nèi)的各個部位都形成一個相等的電位,即等電位。若建筑物內(nèi)的結構鋼筋與各種金屬設備及金屬管線都能接成統(tǒng)一的電位,建筑物內(nèi)就不會產(chǎn)生不同的電位。這樣就可保證建筑物內(nèi)不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓,同時對防止雷電電磁脈沖危害微電子設備也有很大的好處,鋼筋混凝土結構的建筑物最具備實現(xiàn)等電位的條件。

3.屏蔽作用。屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。因此,良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個問題迎刃而解,而且對防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。

4.接地效果。良好的接地效果也是防雷的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經(jīng)濟。筆者認為,對木結構和磚混結構建筑物,必須作獨立引下線并采用獨立接地方式。當鋼筋混凝土結構的建筑符合規(guī)范條件時,應用基礎內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。

(二)雷電電磁脈沖。隨著現(xiàn)代科技的進步,電子技術已滲透到各行各業(yè),建筑物內(nèi)的電子設備也越來越多。這些電子設備非常敏感,遭受雷電電磁脈沖的干擾已成為建筑物內(nèi)電子設備的突出事故。

1.建筑物內(nèi)的雷電電磁脈沖干擾指以下三種情況。(1)天空中雷電波的電磁對建筑物內(nèi)電子設備的電磁干擾;(2)建筑物的防雷裝置接閃時,強大的雷電流對建筑物內(nèi)電子設備的干擾;(3)由外部各種架空或電纜線路引來的電磁波對建筑物內(nèi)電子設備的干擾。

2.防御雷電電磁脈沖對室內(nèi)布線的要求非常嚴格。建筑物中的電源和通信等線路的主干線不應靠近外墻,最好設置在建筑物的中心部位,如電梯井在中心部位,可設置在電梯井的近旁。建筑物內(nèi)的各種饋線都要穿金屬管保護或采用雙層屏蔽電纜(或同軸電纜)。在一些有特殊要求的線路電源側(cè),還應加裝過電壓保護器、隔離變壓器、穩(wěn)頻、穩(wěn)壓以及濾波等裝置。

3.防御雷電電磁脈沖對接地的要求也很嚴格。電子系統(tǒng)的低頻信號工作接地應采用單點接地系統(tǒng),在整個建筑物內(nèi)應為樹干式結線布置。各層或各段的低頻信號工作接地均應直接接到單點接地板上,不得形成環(huán)路。單點接地系統(tǒng)不應與用作防雷引下線的柱子平行,以防強磁場干擾。由于利用建筑物結構鋼筋作屏蔽,因此必須采用綜合共用接地,即將防雷接地、電源的工作接地、各種裝置的外殼、鐵管外皮和高頻電子設備的信號的接地都統(tǒng)一接到建筑物的基礎上或室外接地裝置上。為避免雜散電流,單點接地系統(tǒng)必須采用絕緣線,其主接地板必須置于建筑的最底層且直接與基礎或室外接地裝置連接。

二、公安消防機構應積極開展經(jīng)常性檢查,以預防雷電火災的發(fā)生

1.消防監(jiān)督檢查部門對于重要場所或消防重點保衛(wèi)單位,應在每年雷雨季節(jié)以前作定期檢查,對于一般性場所或單位,應每2～3年在雷雨季節(jié)以前作定期檢查,如有特殊情況,還要進行臨時性的檢查。筆者認為應主要從以下幾個方面進行監(jiān)督檢查:

(1)檢查是否由于維修建筑物或建筑物本身形狀有變動,使防雷裝置的保護范圍出現(xiàn)缺口。(2)當防雷裝置各部分導體出現(xiàn)因腐蝕或其他原因引起的折斷、銹蝕達30%以上時,必須進行更換。(3)檢查接閃器有無雷擊后而發(fā)生熔化和折斷,避雷器瓷套有無裂紋、碰傷等情況,并應定期進行預防性試驗。(4)檢查明裝引下線有無在驗收后又裝設了交叉或平行電氣線路;檢查斷接卡于有無接觸不良情況和木結構的接閃器支桿有無腐朽現(xiàn)象;并檢查接地裝置周圍的土壤有無沉陷現(xiàn)象等。(5)測量全部接地裝置的接地電阻,應符合安全要求。若發(fā)現(xiàn)接地電阻值有很大變化時,應對接地系統(tǒng)進行全面檢查。必要時可補打電極。(6)檢查有無因挖土、敷設其他管道或種植樹木而挖斷接地裝置等。(7)獨立的避雷針及其接地裝置不得設在行人經(jīng)常通過或堆放易燃物的地方。對裝有避雷針或避雷帶的構架,不準裝設低壓線或通訊線等。避雷針、避雷帶與引下線應采用焊接方法。

2.具有雷電火災危險性的單位,應加強對防雷裝置的維護保養(yǎng),并嚴格執(zhí)行以下規(guī)定:(1)單位應定期由有資質(zhì)的專業(yè)防雷檢測機構檢測防雷設施。評估防雷設施是否符合國家規(guī)范要求,一般要求避雷設施應一年檢測一次。(2)單位應設立防范雷電災害責任人,負責防雷安全工作,建立各項防雷安全工作制度、防雷設施的定期檢測制度,以及雷雨后的檢查和日常維護。(3)建設單位設計和建設防雷設施時,應根據(jù)地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境和被保護物的特點,雷電活動規(guī)律等因素綜合考慮,采用安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的設計施工。(4)新增加建設和新增加安裝設備時,應同時對防雷系統(tǒng)進行重新設計和建設?？傊?我們應當加強防雷意識,做好預防工作,將雷電所引發(fā)的火災事故降到最低限度。