李云飛
(山西省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心,山西 太原 030002;山西平安防雷檢測(cè)有限公司,山西 太原 030032)
在幾乎所有涉及過(guò)電壓保護(hù)的建筑防雷設(shè)計(jì)中,都有這樣的設(shè)計(jì)方案:“第X條:過(guò)電壓保護(hù),在電源總配電柜內(nèi)裝第一級(jí)電涌保護(hù)器,在各分配電柜、屋頂風(fēng)機(jī)、室外照明配電箱內(nèi)裝二級(jí)電涌保護(hù)器?!痹谝淮畏览准夹g(shù)競(jìng)賽中,多數(shù)參賽選手進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),也是運(yùn)用和上述同樣的設(shè)計(jì)方法。按照這一設(shè)計(jì)的思路,雷電流或其他過(guò)電壓只能從配電線路直接或感應(yīng)產(chǎn)生,根據(jù)分級(jí)保護(hù)的原則,應(yīng)在電源總配電柜內(nèi)裝第一級(jí)電涌保護(hù)器,在各分配電柜、屋頂風(fēng)機(jī)、室外照明配電箱內(nèi)裝二級(jí)電涌保護(hù)器,以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)。顯然這樣設(shè)計(jì)是不正確的,產(chǎn)生這種普遍錯(cuò)誤的原因,一方面是沒(méi)有深刻領(lǐng)會(huì)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057—94.2000年版)中第六章第四節(jié)中對(duì)電涌保護(hù)器的要求說(shuō)明的條文,只考慮了過(guò)電壓要采取多級(jí)保護(hù)措施,而沒(méi)有考慮為什么要采取多級(jí)保護(hù)措施,更沒(méi)有根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象研究采取怎樣的多級(jí)保護(hù)。
隨著防雷管理和防雷技術(shù)服務(wù)工作的深入開(kāi)展,遇到的疑難技術(shù)問(wèn)題也越來(lái)越多,比如安裝了避雷帶,還被雷擊掉了樓角,是設(shè)計(jì)不合理,還是施工質(zhì)量有問(wèn)題,還是另有原因?很多建筑、設(shè)施按規(guī)范要求應(yīng)視為Ⅲ類(lèi)防雷建筑,安裝的卻是Ⅱ類(lèi)或Ⅰ類(lèi)才要求的防雷裝置,但又不完全滿足Ⅱ類(lèi)或Ⅰ類(lèi)的某些條款要求,則這類(lèi)防雷裝置是合乎規(guī)范的合格防雷裝置,還是不合格的?問(wèn)題看上去似乎并不復(fù)雜,但回答起來(lái)卻并不容易,而且一旦出錯(cuò),就關(guān)系到被檢測(cè)單位整改問(wèn)題和檢測(cè)部門(mén)的技術(shù)水平。
圖1為某武警部隊(duì)槍械庫(kù)區(qū)平面圖,abcd為庫(kù)房建筑,呈凹形布局,高度為3 m;a’b’c’d’為庫(kù)區(qū)圍墻,圍墻西北角設(shè)一高6 m的警衛(wèi)崗樓,樓頂設(shè)避雷帶。在庫(kù)房?jī)蓚?cè)各安裝獨(dú)立避雷針一支,針高15 m,距庫(kù)房的水平距離分別為2.5 m和1.8 m,距圍墻根的距離分別為1.5 m和1.2 m。
圖1 某槍械庫(kù)區(qū)平面圖
根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)范)》(GB 50057—94)第2.0.3條第四款之規(guī)定,該建筑屬于第二類(lèi)防雷建筑物,但所采取的直擊雷防護(hù)措施卻是對(duì)第一類(lèi)防雷建筑物才明確要求的獨(dú)立避雷針裝置。根據(jù)《規(guī)范》第3.2.1條第五款之規(guī)定,獨(dú)立避雷針和架空避雷線支架及其接地裝置距被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的距離應(yīng)……但至少不得小于3 m。
在該槍械庫(kù)管理人員提供的2001年檢測(cè)報(bào)告中,指出避雷針距被保護(hù)建筑物之間的距離不符合《規(guī)范》要求,建議整改,但一直未予實(shí)施。
理解一:比如在2001年檢測(cè)報(bào)告中,該槍械庫(kù)所安裝的獨(dú)立避雷針距被保護(hù)建筑物之間的距離顯然不符合《規(guī)范》要求的至少3 m,應(yīng)整改。
理解二:安裝獨(dú)立避雷針是《規(guī)范》要求第一類(lèi)防雷建筑采取的直擊雷防護(hù)措施,要求獨(dú)立避雷針距被保護(hù)物保持不小于3 m的安全距離,目的是防止雷擊電流流過(guò)防雷裝置時(shí)所產(chǎn)生的高電位對(duì)被保護(hù)的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊。
根據(jù)《規(guī)范》條文說(shuō)明第2.0.3條第四款的解釋?zhuān)瑯屝祹?kù)屬于第二類(lèi)防雷建筑物。第二類(lèi)防雷建筑物可以在建筑物上安裝避雷針、帶等接閃裝置,宜利用建筑梁、柱等主筋作引下線。由此可見(jiàn),第二類(lèi)防雷建筑物并不要求防雷裝置與被保護(hù)物保持一定的距離,保持一定距離的目的是防止雷擊電流流過(guò)防雷裝置時(shí),產(chǎn)生的高電位對(duì)被保護(hù)的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊。
因此,第二類(lèi)防雷建筑物是否可以按第一類(lèi)防雷建筑物的部分要求設(shè)計(jì)安裝防雷裝置,答案顯然是肯定的,即該槍械庫(kù)的防雷裝置是符合《規(guī)范》要求的,并不需要整改。
類(lèi)似這樣的實(shí)例,在日常的檢測(cè)業(yè)務(wù)中經(jīng)常遇到,雖然每個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的形式和內(nèi)容并不相同,但造成檢測(cè)判斷錯(cuò)誤的原因卻基本相同,即一方面對(duì)檢測(cè)對(duì)象沒(méi)有全面、正確的了解,不了解該防雷裝置的設(shè)計(jì)安裝;另一方面,對(duì)規(guī)范的理解較為膚淺,只知道是這樣規(guī)定,不理解為什么這樣規(guī)定。
黃土洞庫(kù)剖面如圖2所示。
圖2 黃土洞庫(kù)剖面圖
圖2為某煤礦民爆炸藥庫(kù)的位置示意圖,庫(kù)室于30 m高的陡峭三崖根部掘進(jìn)形成,庫(kù)房出口對(duì)面正對(duì)的是15 m高的土崖,整個(gè)庫(kù)區(qū)范圍被兩面山崖遮擋。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)范,該炸藥庫(kù)在設(shè)計(jì)時(shí)被定性為黃土洞庫(kù),其直擊雷防護(hù)參照覆土庫(kù)的要求設(shè)計(jì),即在距庫(kù)房5 m的適當(dāng)位置,安裝兩支獨(dú)立避雷針加以保護(hù),避雷針的設(shè)計(jì)高度,根據(jù)一類(lèi)防雷建筑的設(shè)計(jì)要求,以30 m的滾球半徑計(jì)算為15 m。
理解一:該炸藥庫(kù)為覆土炸藥庫(kù),炸藥庫(kù)應(yīng)按一類(lèi)防雷設(shè)計(jì),根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057—94)和《地下及覆土火藥倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)安全規(guī)范》(GB 50154—2009)的有關(guān)規(guī)定,該建筑應(yīng)安裝獨(dú)立避雷針加以保護(hù)。
理解二:該建筑雖然是一類(lèi)防雷建筑,但應(yīng)考慮該建筑所處的實(shí)際位置和構(gòu)成形式,它與一般的覆土炸藥庫(kù)并不相同,其覆土不是一般意義上的人工覆土,而是利用了30 m高的山崖,且較近的對(duì)面還有足夠高度的土崖遮擋。同時(shí),還應(yīng)考慮到避雷針的引雷作用——將會(huì)大大增加庫(kù)區(qū)附近遭直擊雷的概率。因此,該建筑不應(yīng)用安裝獨(dú)立避雷針加以保護(hù),而是應(yīng)在山崖頂部,設(shè)置高度較低的直擊雷防護(hù)裝置加以保護(hù),這樣既實(shí)現(xiàn)了安全保護(hù)的目的,又便于施工。
顯然,第二種理解更加符合防雷技術(shù)規(guī)范,能有效地趨利避害。防雷是在雷電理論研究和防護(hù)工作實(shí)踐中不斷探索、不斷進(jìn)步的一門(mén)新興的邊緣學(xué)科。到目前為止,還沒(méi)有形成成熟的雷電學(xué)理論和十分有效的防雷技術(shù)。防雷裝置不像其他功能性設(shè)備,只要設(shè)計(jì)安裝完成,就能基本或完全實(shí)現(xiàn)它預(yù)想的功能。因此,防雷技術(shù)規(guī)范只是對(duì)最新防雷理論和技術(shù)的總結(jié)和應(yīng)用,并不是只要照規(guī)范安裝,就能確保被保護(hù)設(shè)施不遭受雷電侵害(在對(duì)規(guī)范理解應(yīng)用正確的前提下),更不能生搬硬套規(guī)范。因此,在防雷實(shí)踐中,對(duì)防雷技術(shù)規(guī)范的理解、了解與當(dāng)前防雷技術(shù)的最新進(jìn)展和被保護(hù)對(duì)象的具體特點(diǎn)就顯得特別重要。因地制宜地提出對(duì)某一對(duì)象的保護(hù)方案,使其既符合規(guī)范要求,又最大限度地運(yùn)用當(dāng)前的防雷理論技術(shù),才能正確地把握規(guī)范的要求,合理地解決實(shí)際遇到的防雷技術(shù)問(wèn)題。
《規(guī)范》是對(duì)相應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域的最低標(biāo)準(zhǔn)的基本要求,其底線不可以突破,但可以提高設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。在日常的防雷設(shè)計(jì)審核業(yè)務(wù)中遇到的防雷設(shè)計(jì)對(duì)接地電阻的要求一般均小于1 Ω,但現(xiàn)行的防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有這樣的要求。
《規(guī)范》所述的每一條款均有嚴(yán)格而準(zhǔn)確的含義,相聯(lián)系的條款之間均有著嚴(yán)密的邏輯關(guān)系,在實(shí)際理解與應(yīng)用中必須全面考慮,準(zhǔn)確把握。在日常的檢測(cè)和審核業(yè)務(wù)中,并不是所有的設(shè)計(jì)方案和防雷裝置都嚴(yán)格按規(guī)范條文設(shè)計(jì)安裝,只要總體設(shè)計(jì)不違反《規(guī)范》要求即可,大部分情況是設(shè)計(jì)高于《規(guī)范》要求。在《規(guī)范》的應(yīng)用中有時(shí)并沒(méi)有現(xiàn)成的條款套用,但可以參照類(lèi)似的情況分析應(yīng)用。比如避雷帶的安裝位置,《規(guī)范》要求應(yīng)沿屋角、屋脊、屋椽和椽角等易受雷擊的部位敷設(shè),但有些建筑因造型需要,屋角、屋脊、屋椽的位置,尺寸范圍較大,難以確定避雷帶安裝的合理部位,這一問(wèn)題也是被建筑設(shè)計(jì)部門(mén)一直忽視的細(xì)節(jié)問(wèn)題。
在防雷檢測(cè)工作中,檢測(cè)人員的主要精力往往都集中在接地電阻的測(cè)量上。《規(guī)范》對(duì)防雷裝置的要求并不僅僅是接地電阻的大小,實(shí)際上《規(guī)范》對(duì)接地電阻的要求只是諸多要求中的一點(diǎn),檢測(cè)報(bào)告中對(duì)某一防雷裝置的檢測(cè)結(jié)論也不是單指其接地電阻是否符合規(guī)范要求。