柏吉林 陳偉 孫錄貴

摘 要：以宿州市埇橋區(qū)夾溝鎮(zhèn)人工影響天氣標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)點(diǎn)防雷設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐為基礎(chǔ)，分析了夾溝鎮(zhèn)作業(yè)點(diǎn)周邊環(huán)境，提出了復(fù)雜周邊環(huán)境下的人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷方法及應(yīng)對(duì)策略，重點(diǎn)探討了應(yīng)對(duì)鄰近空曠大型水面、山體及電力設(shè)施的影響，通過(guò)作業(yè)區(qū)域直擊雷保護(hù)、共用接地、強(qiáng)化管理等綜合手段提升人工影響作業(yè)點(diǎn)防雷安全，以期為類(lèi)似特殊環(huán)境下建設(shè)人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷施工提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜周邊環(huán)境;綜合防雷方法;人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào) TV895 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）16-0177-03

人工影響天氣作業(yè)往往需要在雷電災(zāi)害性天氣時(shí)進(jìn)行，其防雷工程設(shè)計(jì)施工的可靠性不僅影響著作業(yè)點(diǎn)設(shè)備的安全，更為重要的是需要確保作業(yè)人員的人身安全。宿州市埇橋區(qū)夾溝鎮(zhèn)盛產(chǎn)香稻米，人工影響天氣作業(yè)的需求量大，但由于人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)周邊環(huán)境復(fù)雜，人工影響天氣作業(yè)防雷安全尤為重要。劉天麒[1]結(jié)合遂寧市大英縣的氣候和地貌特征，從前期分析、安裝獨(dú)立接閃桿、防雷電過(guò)電壓侵入措施、作業(yè)平臺(tái)防雷設(shè)計(jì)等多個(gè)方面，對(duì)如何做好本地的人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷措施提出了建議。譚權(quán)等[2]闡述了人工影響天氣作業(yè)炮點(diǎn)綜合防雷設(shè)計(jì)，以降低雷電對(duì)作業(yè)炮點(diǎn)的危害。中國(guó)氣象局已經(jīng)發(fā)布了《人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷技術(shù)規(guī)范》（QX/T 226-2013）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是針對(duì)建設(shè)區(qū)域周邊復(fù)雜的環(huán)境，規(guī)范沒(méi)有給出針對(duì)性的解決方案，特別是周邊有空曠大型水面、山體及電力設(shè)施復(fù)雜條件下的人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷方法及對(duì)策方面缺少研究。為此，本文以宿州市埇橋區(qū)夾溝鎮(zhèn)人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“夾溝作業(yè)點(diǎn)”）防雷設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐為基礎(chǔ)，充分考慮夾溝作業(yè)點(diǎn)周邊環(huán)境、地質(zhì)條件，總結(jié)借鑒其他人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)家相關(guān)防雷規(guī)范，對(duì)夾溝作業(yè)點(diǎn)的防雷方法進(jìn)行了分析，在總結(jié)夾溝作業(yè)點(diǎn)周邊環(huán)境復(fù)雜特殊性的基礎(chǔ)上，針對(duì)性提出了復(fù)雜周邊環(huán)境下人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷方法及應(yīng)對(duì)策略，以期對(duì)特殊環(huán)境下建設(shè)人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)提供技術(shù)參考。

1 周邊環(huán)境

夾溝鎮(zhèn)作業(yè)點(diǎn)位于宿州市北30km處的夾溝鎮(zhèn)鎮(zhèn)頭寺，屬于五柳景區(qū)，三面環(huán)山，作業(yè)點(diǎn)附近有五柳水庫(kù)和鎮(zhèn)頭水庫(kù)，《人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷技術(shù)規(guī)范》（QX/T 226-2013）沒(méi)有針對(duì)類(lèi)似復(fù)雜環(huán)境下的防雷方案，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)對(duì)周邊復(fù)雜環(huán)境也考慮不足，給作業(yè)點(diǎn)防雷設(shè)計(jì)施工帶來(lái)很大了難度。

2 外部防雷設(shè)計(jì)

2.1 建筑物防雷類(lèi)別的確定 夾溝鎮(zhèn)作業(yè)點(diǎn)由“兩室”（值班室、休息室）、“兩庫(kù)”（火箭庫(kù)、彈藥庫(kù)）以及射擊平臺(tái)5個(gè)部分組成。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB50057-2010版《建筑物防雷規(guī)范》和《人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷技術(shù)規(guī)范》（QX/T 226-2013）相關(guān)規(guī)定，結(jié)合人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)自身特點(diǎn)和作業(yè)時(shí)間，人工影響天氣作業(yè)往往在冰雹云和積雨云的路徑上，作業(yè)時(shí)間多在雷電高發(fā)期，從安全角度，將人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)2庫(kù)以及射擊平臺(tái)看作是第2類(lèi)防雷建筑物，其他區(qū)域作為第3類(lèi)防雷建筑物。

2.2 地網(wǎng)和接地體設(shè)計(jì)方案

2.2.1 獨(dú)立接閃桿設(shè)計(jì) 依據(jù)相關(guān)技術(shù)文件和國(guó)家防雷規(guī)范的要求，本著進(jìn)行全面規(guī)劃，綜合治理，多重保護(hù)，將外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施作為一個(gè)整體統(tǒng)一考慮，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、施工維護(hù)方便的原則。夾溝鎮(zhèn)作業(yè)點(diǎn)射擊平臺(tái)在主建筑物外，鄰近五柳水庫(kù)和鎮(zhèn)頭水庫(kù)，周邊空曠，無(wú)直擊雷保護(hù)措施，作業(yè)時(shí)極易受到雷擊。在作業(yè)點(diǎn)射擊平臺(tái)安全射界以外距離作業(yè)平臺(tái)中心點(diǎn)6m的適當(dāng)位置區(qū)域布設(shè)兩根提前放電高效接閃桿，以確保作業(yè)區(qū)域人員和設(shè)備在保護(hù)范圍內(nèi)，且主建筑物2庫(kù)（火箭庫(kù)、彈藥庫(kù)）出口至射擊平臺(tái)運(yùn)輸路段應(yīng)在保護(hù)范圍內(nèi)，2庫(kù)整體在保護(hù)范圍內(nèi)最佳。作業(yè)平臺(tái)應(yīng)采取防跨步電壓措施及防接觸電壓措施，并在適當(dāng)位置預(yù)留接地端供設(shè)施接地使用。

2.2.1.1 接閃桿高度 獨(dú)立接閃桿的主要作用是保護(hù)射擊平臺(tái)人員和設(shè)備，射擊平臺(tái)人員和設(shè)備最高高度2.4m，區(qū)域?qū)?.8m。為預(yù)留安全余量，可以將其看做高度2.5m，寬度3m的方體建構(gòu)筑物進(jìn)行接閃桿高度計(jì)算（見(jiàn)圖1）。

根據(jù)公式：

[hx=hr-（hr-h）2+（D2）2-x2]

其中：保護(hù)高度應(yīng)高于射擊平臺(tái)人員和設(shè)備最高高度2.5m，滾球半徑取45m。計(jì)算得到接閃桿最低高度，高度最小取6m。

2.2.1.2 接閃桿具體機(jī)構(gòu) 接閃桿高度為6m，共3節(jié)組裝而成，中間用大小頭連接，接閃桿桿采用材質(zhì)為304不銹鋼管制作，第1節(jié)為?219×6×3000mm，第2節(jié)為?133×6×1300mm，第3節(jié)為?80×4×4700mm，接閃桿底部采用定制法蘭與預(yù)留的鋼筋連接做接閃桿基礎(chǔ)，在制作安裝時(shí)接閃桿桿與底法蘭連接時(shí)用8塊加肋板電焊，增加接閃桿桿與底法蘭的強(qiáng)度。接閃桿接地裝置的優(yōu)劣不僅與接地電阻值有關(guān)，還與接地方式有關(guān)，接閃桿不設(shè)單獨(dú)接地，與環(huán)形接地網(wǎng)直接相連接，接地電阻不能滿足要求時(shí)可增設(shè)水平接地體或垂直接地體或使用降阻劑。環(huán)形接地方式優(yōu)于獨(dú)立式接地方式。

2.2.2 直擊雷設(shè)計(jì)與屏蔽網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 在主建筑物（兩室和兩庫(kù)）的屋檐部位安裝接閃帶，材料使用直徑大于12mm的熱鍍鋅圓鋼，并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格。引下線則利用建筑物構(gòu)造柱內(nèi)直徑不小于16mm主筋作引下線。為提升屏蔽能力，專(zhuān)設(shè)引下線不應(yīng)少于4根，且間距沿周長(zhǎng)計(jì)算不宜大于18m。連接處焊接長(zhǎng)度圓鋼應(yīng)不小于6倍的直徑，并選擇雙面焊接，扁鋼不小于2倍的寬度，并進(jìn)行3面焊接。

2.2.3 共用接地結(jié)構(gòu) 作業(yè)點(diǎn)主建筑物（2室和2庫(kù)）防雷、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地等共用接地裝置，其接地電阻R≤1Ω。首選使用主建筑物基礎(chǔ)作為主接地體，接地干線材料為-40×4熱鍍鋅扁鋼，支線用-40×4熱鍍鋅扁鋼，連接處均采用焊接。施工時(shí)若接地電阻值不能滿足要求，增設(shè)接地極。

增設(shè)接地極宜采用熱鍍鋅角鋼L50×5×2500作接地極，熱鍍鋅扁鋼40×4作接地極連接線。水平接地體使用熱鍍鋅扁鋼，規(guī)格滿足規(guī)范要求。垂直接地體采用長(zhǎng)度不小于2.5m的銅材或銅包鋼，垂直接地體間距滿足規(guī)范要求。每隔6m布設(shè)1處水平接地體和垂直接地體，地網(wǎng)四角應(yīng)布設(shè)垂直接地體。所有接地體使用焊接連接，焊點(diǎn)做防腐處理，銅材處使用熱熔焊。為使接地電阻滿足要求，在地網(wǎng)使用降阻劑和專(zhuān)用銅包鋼降阻棒。接地引入線不少于2處，每處長(zhǎng)度不超過(guò)30m，采用50mm×5mm熱鍍鋅扁鋼引入，出土處采用防機(jī)械損傷處理（熱鍍鋅鋼管保護(hù)），并做防腐。

獨(dú)立接閃桿接地體應(yīng)與主建筑物接地體做可靠連接，連接點(diǎn)不應(yīng)少于2處。同時(shí)，考慮鄰近電力設(shè)備距離近，其接地系統(tǒng)應(yīng)于主建筑物采用聯(lián)合接地體，連接點(diǎn)不少于兩處，且凡是能夠與防雷共用接地的電氣設(shè)備均宜直接將2個(gè)系統(tǒng)的接地導(dǎo)體相連，這是維持等電位的最好方法。

3 內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)

為了避免過(guò)電壓和電涌侵入對(duì)作業(yè)點(diǎn)內(nèi)電子設(shè)備造成影響，內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)時(shí)著重考慮做好等電位連接和加裝電涌保護(hù)器等手段。

3.1 雷電防護(hù)等級(jí)的確定 根據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2004）的規(guī)定，考慮到作業(yè)點(diǎn)周邊存在空曠大型水面、山體及電力設(shè)施（架空線路、變壓器設(shè)備等）的復(fù)雜環(huán)境，作業(yè)點(diǎn)雷電防護(hù)等級(jí)為B級(jí)。

3.2 防雷電過(guò)電壓和電涌侵入的措施 所有進(jìn)出建筑物的電源線路在入戶之前需穿金屬鐵管埋地引入，埋地長(zhǎng)度應(yīng)不小于15m，金屬管道應(yīng)兩端可靠接地，其他金屬構(gòu)件均就近接地。進(jìn)入建筑物的配電箱應(yīng)安裝通流量在60kA以上的電涌保護(hù)器，作為一級(jí)雷電防護(hù)，測(cè)試波形為10/350μs;值班室配電箱處則應(yīng)安裝通流量在40kA以上的電涌保護(hù)器，作為二級(jí)雷電防護(hù)，測(cè)試波形為8/20μs。從室外引入的電纜線采用金屬鎧裝電纜，如未采用須做屏蔽防護(hù)。電纜橋架可靠接地，自身節(jié)與節(jié)之間保持電氣連通。各類(lèi)接地線應(yīng)根據(jù)最大故障電流確定，并考慮機(jī)械強(qiáng)度。重要設(shè)備接地線采用截面積不小于35mm2的多股銅芯線，一般設(shè)備采用截面積不小于16mm2的多股銅芯線，當(dāng)長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，截面積不小于35mm2。機(jī)架內(nèi)的小型設(shè)備，接地線采用不小于16mm2的多股銅芯線首先連接至機(jī)架的匯流排后，機(jī)架采用小于35mm2多股銅芯線與機(jī)房匯流排連接。

3.3 日常管理 在作業(yè)點(diǎn)增設(shè)醒目的警示標(biāo)語(yǔ)，接地點(diǎn)處均需使用絕緣層隔離。射擊平臺(tái)在醒目處做警示牌，警示牌應(yīng)在接閃桿保護(hù)范圍內(nèi)。接閃桿下部應(yīng)用耐沖擊的絕緣層隔離，或用至少3mm的交聯(lián)聚乙烯層隔離。所有警示牌、絕緣裝置應(yīng)安排專(zhuān)人定期檢查。作業(yè)點(diǎn)每年至少進(jìn)行兩次防雷檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)盡快整改，在整改期間嚴(yán)禁開(kāi)展作業(yè)操作。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)宿州市埇橋區(qū)夾溝鎮(zhèn)人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)自身特點(diǎn)，總結(jié)分析了宿州市夾溝鎮(zhèn)人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)周邊環(huán)境的復(fù)雜特殊性，以外部防雷系統(tǒng)和內(nèi)部防雷系統(tǒng)進(jìn)行綜合防雷設(shè)計(jì)，并遵循內(nèi)外防雷相互影響盡量小的原則。根據(jù)項(xiàng)目特殊性，作業(yè)點(diǎn)2庫(kù)以及射擊平臺(tái)的防雷類(lèi)別為第2類(lèi)。重點(diǎn)應(yīng)對(duì)鄰近空曠大型水面、山體及電力設(shè)施的影響，通過(guò)作業(yè)區(qū)域直擊雷保護(hù)、共用接地、強(qiáng)化管理等綜合措施，對(duì)復(fù)雜周邊環(huán)境下的人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)防雷，以期對(duì)特殊環(huán)境下建設(shè)人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷施工提供技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)

[1]劉天麒.關(guān)于人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷措施的探討[J].通信與信息技術(shù)，2020（06）：58-60.

[2]譚權(quán)，梅旭.人工影響天氣作業(yè)炮點(diǎn)綜合防雷設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（01）：235.

（責(zé)編：張宏民）