王媛媛 趙勇軍 劉慧霞 郭彬

(1.新疆巴州氣象局,新疆庫(kù)爾勒 841000;2.新疆和碩縣氣象局,新疆和碩 841200)

棉花加工廠雷電防護(hù)設(shè)計(jì)

王媛媛1趙勇軍1劉慧霞1郭彬2

(1.新疆巴州氣象局,新疆庫(kù)爾勒 841000;2.新疆和碩縣氣象局,新疆和碩 841200)

棉花加工廠為新疆巴州地區(qū)的一項(xiàng)特色企業(yè),防雷安全作為其安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要組成應(yīng)引起足夠重視。本文簡(jiǎn)要分析了巴州地區(qū)雷電活動(dòng)狀況,從棉花加工廠的各功能區(qū)域出發(fā),因地制宜地設(shè)計(jì)了當(dāng)?shù)孛藁庸S的綜合防雷設(shè)施,并對(duì)已投入使用企業(yè)的防雷安全提出注意事項(xiàng)。

棉花加工廠 防雷 接閃 接地裝置 設(shè)計(jì)

1 棉花加工廠防雷的重要性

巴州是中國(guó)優(yōu)質(zhì)棉花重要產(chǎn)區(qū)之一，已形成了25萬噸棉花生產(chǎn)能力。新疆巴州地區(qū)屬典型大陸性氣候，四季分明，晝夜溫差大，光照充足，風(fēng)沙較多，其獨(dú)特的氣候條件非常適宜棉花的生長(zhǎng)。受到運(yùn)輸?shù)葪l件的影響，部分采摘好的棉花需在本地儲(chǔ)存或加工，最近，新建或改建的棉花加工廠層出不窮。棉花加工廠大多由棉檢室、紡紗車間、辦公室、露天堆場(chǎng)等構(gòu)成，棉花屬于易燃物質(zhì)，露天堆場(chǎng)均建設(shè)在地勢(shì)空曠平坦的位置，遭受雷擊概率較大，曾在1996年巴州境內(nèi)自治區(qū)棉麻公司南疆分公司棉花露天堆場(chǎng)棉花包遭雷擊引起火災(zāi)，一夜之間損失上千萬元。做好棉花加工廠的綜合防雷對(duì)人員生命安全、設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、廠區(qū)內(nèi)物資安全起到不容忽視的作用。

2 巴州雷電活動(dòng)狀況

巴州閃電統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示閃電的發(fā)生主要集中在6-9月份，落雷處多分布在巴州北部地區(qū)，巴州閃電監(jiān)測(cè)資料顯示雷電流幅值大多在4-76KA之間，最大值達(dá)到234KA。雷電活動(dòng)的強(qiáng)度是因地而異的，某一地區(qū)的雷電活動(dòng)強(qiáng)度，通常用年平均雷電日這一數(shù)字來表示[1]。新疆巴州下轄八縣一市，共建有12個(gè)氣象觀測(cè)站，目前雷暴日資料以人工觀測(cè)為主，12個(gè)氣象觀測(cè)站雷暴日數(shù)如表1所示：

3 雷電防護(hù)措施

3.1 棉檢室、紡紗車間及辦公樓等的防雷及接地

(1)計(jì)算每個(gè)建筑單體的預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，并根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果[2]，劃分建筑物的防雷類別。我州現(xiàn)有的棉花加工廠建筑單體大多滿足三類防雷，按三類防雷設(shè)防雷裝置。(2)屋頂采用熱鍍鋅圓鋼做接閃帶，屋面若為金屬屋面，且厚度大于4mm，可利用屋面板作為接閃器，所有凸出屋面的金屬物均與接閃帶或屋面可靠焊接。(3)可利用門式鋼架柱作為防雷引下線，引下線上與接閃帶連接，下與接地裝置可靠連接，并保證上下貫通，防雷接地與保護(hù)接地工作共用一套接地裝置。(4)在建筑物基礎(chǔ)內(nèi)敷設(shè)40*4熱鍍鋅扁鋼與結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根以上主筋(＞Φ16)可靠連接作為接地裝置，要求接地裝置的接地電阻值不大于4歐姆，若實(shí)測(cè)達(dá)不到此值，應(yīng)增加室外接地極。接地體的連接應(yīng)采用焊接，并宜采用放熱焊接(熱劑焊)。采用通用的焊接方法時(shí)，應(yīng)在焊接處做防腐處理[3]。(5)在總配電箱處設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)箱，凡正常情況下不帶電的用電設(shè)備金屬外殼、金屬管道、鎧裝電纜外皮，給排水及暖氣管等均應(yīng)作總等電位連接，并與接地體可靠聯(lián)結(jié)。

圖1 露天堆場(chǎng)的接閃桿保護(hù)范圍

3.2 露天堆場(chǎng)的防雷與接地

(1)巴州范圍內(nèi)棉花加工廠露天堆場(chǎng)分為很多個(gè)棉花垛區(qū)，大多為平行布設(shè)，棉垛長(zhǎng)寬均為幾十米，每個(gè)垛高要求不超過6米，垛與垛之間相隔一定距離或由消防通道隔開。在露天堆場(chǎng)設(shè)獨(dú)立接閃桿作為接閃器，接閃桿的高度通過滾球法計(jì)算，滾球半徑取值為100米。確保每個(gè)棉垛都處于接閃桿的范圍之內(nèi)，典型的接閃桿保護(hù)范圍如圖1所示：

為了最少占用棉垛面積，接閃桿應(yīng)位于每個(gè)棉花堆垛的垛角或邊緣中心處，同時(shí)應(yīng)避開消防設(shè)施，且不能設(shè)置在消防通道上。獨(dú)立接閃桿及其接地裝置與道路或建筑物的出入口的距離應(yīng)大于3m，當(dāng)小于3m時(shí)，應(yīng)采取均壓措施或鋪設(shè)卵石或?yàn)r青地面[4]。(2)獨(dú)立接閃桿設(shè)獨(dú)立接地網(wǎng)，水平和垂直接地極埋深大于1米，其接地電阻要求不大于10歐，如實(shí)測(cè)阻值不符，則需增加接地極數(shù)量直至達(dá)標(biāo)為止。在土壤電阻率高的地方所有開挖的溝槽(坑)放入接地極后均用降阻劑覆蓋然后用黃土覆蓋回填，禁用石塊、磚頭及挖出的巖石等?；靥钔旰髮⑼翞⑺疂矟瘛裢?，使接地極與土壤充分接觸以增加效果。

3.3 電力及信號(hào)線路的防雷

在電源線路進(jìn)入建筑物的入口處、防雷區(qū)的界面和靠近被保護(hù)設(shè)備等處設(shè)置浪涌保護(hù)器，各級(jí)浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)短直，其長(zhǎng)度不宜超過0.5米，并固定牢靠[5]。在通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等處設(shè)置適配的浪涌保護(hù)器。

表1 新疆巴州地區(qū)雷暴日30年(1981-2010年)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語

本文分析了新疆巴州地區(qū)雷暴活動(dòng)狀況及特征，并提出了巴州地區(qū)棉花加工廠的綜合設(shè)計(jì)方案及要點(diǎn)，對(duì)棉花加工廠的防雷設(shè)計(jì)及施工有一定的指導(dǎo)作用。在已投入使用的企業(yè)，還需注意以下幾點(diǎn)：

(1)目前市面上銷售的浪涌保護(hù)器良莠不齊，廠區(qū)使用的所有電源、信號(hào)浪涌保護(hù)器必須選用合格產(chǎn)品，避免因雷擊線路引起不必要的損失。(2)部分棉花加工企業(yè)建廠已久，其露天堆場(chǎng)接閃桿數(shù)量明顯不足，應(yīng)重新設(shè)計(jì)安裝獨(dú)立接閃桿以滿足規(guī)范要求，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。(3)垛區(qū)應(yīng)嚴(yán)格按照要求堆放棉垛，不得超出規(guī)定高度，務(wù)必使所有棉垛均處于接閃桿的保護(hù)范圍之內(nèi)。(4)廠區(qū)安裝的所有防雷設(shè)施，應(yīng)做好日常的維護(hù)及固定的年檢，確保防雷裝置安全有效。

[1]梅衛(wèi)群,江燕如.建筑物防雷工程與設(shè)計(jì)[M].氣象出版社,2004.

[2]林維勇 等.GB50057-2010 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社,2010.

[3]胡斌,曹國(guó)祥 等.建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50601-2010..

[4]肖穩(wěn)安.雷電和防護(hù)及防雷工程管理[M].氣象出版社,2009.

[5]GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.