王水成
(中國平煤神馬集團(tuán)職工技術(shù)協(xié)會(huì)暨張瑋學(xué)習(xí)工作室,河南 平頂山 467021)
雷電是自然界的一種大氣放電現(xiàn)象,具有極大的破壞性,不僅能擊斃人、畜,劈裂樹木、電桿,破壞建筑物以及各種工農(nóng)業(yè)設(shè)施,還能引起火災(zāi)和爆炸事故,尤其是對(duì)于存在煤氣這種易燃易爆的作業(yè)場(chǎng)所,必須采取有效的防雷措施。
根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057-2010),工業(yè)和民用建筑物、構(gòu)筑物的防雷等級(jí)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)和發(fā)生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為一、二、三類。煤氣作業(yè)場(chǎng)所的防雷等級(jí)大部分應(yīng)符合“第二類防雷建筑物”設(shè)計(jì)的規(guī)定。因此,在煤氣作業(yè)場(chǎng)所的防雷設(shè)計(jì)上除必須遵照“第二類防雷措施”的規(guī)定外,在實(shí)際工作中還應(yīng)根據(jù)建筑物和構(gòu)筑物的本身結(jié)構(gòu)等來考慮,其要點(diǎn)如下。
(1)防雷設(shè)施的接閃器、引下線一般直接設(shè)在被保護(hù)物上。防雷接地裝置的沖擊接地電阻應(yīng)小于10 Ω,通??梢院碗姎庠O(shè)備的接地裝置相連。
(2)為防止感應(yīng)雷擊事故的發(fā)生,位于室內(nèi)的所有金屬設(shè)備、金屬管道、金屬構(gòu)架等均應(yīng)與接地裝置或接地干線就近相連。
(3)在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下,應(yīng)在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器。
(4)對(duì)于戶外的煤氣管道,可在管道的始端、終端、分支處、轉(zhuǎn)角處以及直線部分每隔100 m 處接地;當(dāng)上述管道與爆炸危險(xiǎn)廠房平等敷設(shè)而間距小于10 m 時(shí),在接近廠房的一段,其兩端及每隔30 m~40 m 應(yīng)實(shí)施接地。
(5)管道接地點(diǎn)(彎頭、閥門、法蘭盤等),如果不能保持良好的電氣接觸時(shí),應(yīng)采用足夠截面的金屬線跨接。若是管道平行敷設(shè),當(dāng)管間距小于100 m時(shí),應(yīng)做跨接;交叉敷設(shè)時(shí),應(yīng)在交叉處跨接。
(6)建筑物內(nèi)防雷電感應(yīng)的接地干線與接地裝置的連接,不應(yīng)少于兩處。
(7)接地引下線可利用現(xiàn)用的金屬支架,若是活動(dòng)金屬支架,在管道與支持物之間必須增設(shè)跨接線,以確保雷電流的連續(xù)性和暢通性;若是非金屬支架,則必須另設(shè)引下線。
(8)對(duì)于煤氣放散管,以放散管口為圓心,直徑為25 m 半球形的區(qū)域應(yīng)在避雷針保護(hù)范圍之內(nèi),也可以將煤氣放散管和防雷裝置相連,不必再獨(dú)立裝設(shè)接閃器。
為了使防雷裝置具有可靠的保護(hù)效果,不僅要有合理的設(shè)計(jì)和正確的施工,還要建立必要的維護(hù)、保養(yǎng)制度,對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常檢查或定期檢查,并由專業(yè)部門每年進(jìn)行技術(shù)測(cè)試。
(1)防雷裝置應(yīng)在每年雷雨季節(jié)到來前做一次定期性的檢查。在雷雨之后,應(yīng)注意對(duì)防雷裝置的巡視,查看有無發(fā)生雷擊事件。如有特殊情況,還要進(jìn)行臨時(shí)性的檢查。
(2)檢查是否由于維修建筑物、構(gòu)筑物或建筑物、構(gòu)筑物本身形狀和結(jié)構(gòu)有變動(dòng),致使防雷裝置的保護(hù)范圍出現(xiàn)缺口。
(3)檢查避雷系統(tǒng)各處明裝導(dǎo)體有無因銹蝕或機(jī)械損傷而折斷的情況。如發(fā)現(xiàn)有斷損情況或腐蝕、銹蝕在30%以上時(shí),則必須及時(shí)維修或更換,決不可遷就和湊合。
(4)檢查接閃器有無因雷擊后發(fā)生熔化或折斷現(xiàn)象,避雷器瓷套或絕緣部分是否完好,有無裂紋、碰傷、表面過于臟污等情況,并應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。
(5)檢查有無因挖土、敷設(shè)其他管道或種植樹木而挖斷接地裝置,或使其裸露等處置不當(dāng)現(xiàn)象。
(6)檢查明裝引下線有無在驗(yàn)收后又裝設(shè)了交叉或平行電氣線路。
(7)檢查斷接卡子等各種金屬是否牢固,有無變形、損傷、銹蝕等接觸不良情況。
(8)檢查木結(jié)構(gòu)的接閃器支桿有無腐朽現(xiàn)象。
(9)檢查接地裝置周圍的土壤有無沉陷現(xiàn)象或化學(xué)污染。
(10)檢查接地裝置各部分連接和銹蝕情況及測(cè)量接地電阻值,如發(fā)現(xiàn)接地電阻值有很大變化時(shí),應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查,必要時(shí)可補(bǔ)裝電極。
對(duì)于接地極接地電阻的測(cè)量,大多使用國產(chǎn)接地電阻表,如ZC-8 型、ZC-9 型等。因其外觀和操作與測(cè)量絕緣電阻的搖表類似,所以又稱接地?fù)u表。圖1 為ZC-8 型接地電阻表的外形。
圖1 ZC-8 型接地電阻表的外形
圖2 接地電阻表的接線
使用接地電阻表測(cè)量接地極接地電阻的接線方法如圖2 所示。在測(cè)量接地電阻之前,首先要切斷接地裝置與電源或電氣設(shè)備的所有聯(lián)系,然后沿被測(cè)接地極E′、電位探測(cè)針P′和電流探測(cè)針C′依直線排列,彼此相距20 m,電位探測(cè)針P′插于被測(cè)接地極E′和電流探測(cè)針C′之間,兩根探測(cè)針均需垂直插入地面400 mm。插好探測(cè)針之后,按照?qǐng)D2 的接線方式,用導(dǎo)線將E′、P′、C′分別與接地電阻表的相應(yīng)端鈕E、P、C 連接。導(dǎo)線接好后,將接地電阻表水平放置,檢查檢流計(jì)的指針是否在中心線上,若不在中心線位置,可用零位調(diào)整器將其調(diào)整在中心線上。
在測(cè)試時(shí),將“倍率標(biāo)度”置于最大倍數(shù)。緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)搖把,同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)“測(cè)量標(biāo)度盤”使檢流計(jì)的指針指于中心線上。當(dāng)檢流計(jì)的指針近于平衡時(shí),開始加快發(fā)電機(jī)搖柄的轉(zhuǎn)速,使其達(dá)到120 r/min 左右,同時(shí)調(diào)整好“測(cè)量標(biāo)度盤”,使檢流計(jì)的指針指于中心線上。
若“測(cè)量標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1 時(shí),應(yīng)將“倍率標(biāo)度”置于較小的倍數(shù)再重新測(cè)量,以得到正確的讀數(shù)。用“測(cè)量標(biāo)度盤”的讀數(shù)乘以“倍率”的倍數(shù),即為所測(cè)的接地電阻值。
雷電發(fā)生時(shí)的放電時(shí)間極短,電流變化率極大,且放電功率大,破壞力極強(qiáng),歷史上曾經(jīng)發(fā)生過無數(shù)的雷電災(zāi)害事故。然而,目前人類征服自然的能力和水平還很有限,盡管裝設(shè)了防雷電系統(tǒng),而雷電事故依然時(shí)有發(fā)生。總之,裝設(shè)了防雷電系統(tǒng)并不等于萬無一失,即使完全按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057-2010)設(shè)計(jì)的防雷系統(tǒng),其防雷安全度也不是100%,且不說施工和維護(hù)因素。