王金鳳，盧鎮(zhèn)文，王德意

（1.珠海市燃?xì)夤こ萄芯吭O(shè)計(jì)有限公司，廣東 珠海 519000；2.國網(wǎng)長沙供電公司，湖南 長沙 410000；3.珠海大橫琴股份有限公司，廣東 珠海 519000）

1 引言

“寧要綠水青山，不要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山?！杯h(huán)境問題是當(dāng)今世界所矚目的重要問題之一，天然氣因其高效、潔凈的性能，正越來越多為人民所用，天然氣在給人民謀福利的同時(shí)，也帶來了一系列的燃?xì)鈶?yīng)用安全隱患。安全是人類的最大幸福，也是企業(yè)工作的重中之重。隨著科技的不斷發(fā)展，國家城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，可利用的土地越來越少，建筑也越來越高，容積率也相應(yīng)增加，與居民息息相關(guān)的用氣安全也日趨重要，加之近年來極端天氣的日益增加，對(duì)保障居民用氣安全產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)上，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿酪芽紤]了相應(yīng)的防雷保護(hù)措施，然而作為居民燃?xì)庥脷獾膮^(qū)域燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施及燃?xì)庀到y(tǒng)的核心組成部分，卻常得不到燃?xì)庠O(shè)計(jì)工作者的足夠重視。居民調(diào)壓設(shè)施的防雷保護(hù)主要依附于建筑主體的防雷系統(tǒng)，現(xiàn)階段燃?xì)庠O(shè)計(jì)主要于建筑主體設(shè)計(jì)后期介入，而前期的建筑設(shè)計(jì)能否為燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施的防雷，提供足夠的防雷安全保護(hù)接入條件，還是有待認(rèn)真考量的[1]。不同區(qū)域的雷電評(píng)價(jià)狀況不一、極端天氣頻率、土壤參數(shù)及建筑設(shè)計(jì)對(duì)調(diào)壓設(shè)施考慮的標(biāo)準(zhǔn)不同等，導(dǎo)致防雷安全措施存在一定差異。本文通過雷電對(duì)區(qū)域燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施帶來危害的分析，基于作者在珠海海洋氣候區(qū)域的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)及安全角度對(duì)區(qū)域內(nèi)居民燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施的防雷安全措施進(jìn)行了梳理和總結(jié)，提出了具體的處理措施，以期為本地區(qū)及相似海洋氣候區(qū)居民燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施的防雷安全措施，提供參考和借鑒。

2 雷電給區(qū)域燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施帶來的危害

2.1 直擊雷對(duì)調(diào)壓設(shè)施的危害

直擊雷是帶電云層（雷云）與建筑物、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象。伴隨直擊雷而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用，直接擊穿燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施，導(dǎo)致皮膜損壞乃至燃?xì)庑孤┌l(fā)生燃燒或閃爆，導(dǎo)致人員傷亡和設(shè)備損害[2]。

2.2 感應(yīng)雷對(duì)調(diào)壓設(shè)施的危害

感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種，靜電感應(yīng)是雷云來臨時(shí)，地面上的物體產(chǎn)生靜電并大量聚集束縛電荷，在雷云對(duì)地放電后，電路中的電荷瞬間中和，而地面物體頂部的電荷來不及泄流而產(chǎn)生高靜電電壓，這種過電壓造成敷設(shè)在建筑物外接地電阻，滿足不了要求或未實(shí)施接地裝置的燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施放電引發(fā)電火花，從而導(dǎo)致火災(zāi)等事故。電磁感應(yīng)是雷擊時(shí)，雷電流在通道附近形成一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，強(qiáng)磁場(chǎng)感應(yīng)出附近金屬導(dǎo)體包括燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施的燃?xì)夤艿纼?nèi)的電勢(shì)，并在導(dǎo)體回路缺口處引發(fā)火花，或使周圍的燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生大量熱引發(fā)火災(zāi)等危險(xiǎn)事故[3]。

2.3 雷電波入侵對(duì)調(diào)壓設(shè)施的危害

建筑物外設(shè)的燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施受雷擊或附近落雷產(chǎn)生感應(yīng)高電壓，大量的電荷不能迅速入地，就會(huì)形成雷電沖擊敷設(shè)在調(diào)壓柜的燃?xì)夤艿溃⒀毓艿狼秩胧覂?nèi)使室內(nèi)設(shè)備受損，導(dǎo)致人員傷亡等雷擊事故[4]。

3 海洋氣候區(qū)（珠海地區(qū)）居民燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)置防雷現(xiàn)狀

珠海市氣象局檔案資料顯示，珠海市50年（1962年～2011年），雷暴資料表明：珠海市年平均雷暴日有61.14 d（50年平均值），最高年份可達(dá)86d，最少的也有35d。初雷一般始于1月下旬～2月初，最早聞雷是1月2日（1964年）；終雷一般在10月下旬～11月初，最晚終雷是12月20日（2002）。

圖1 珠海市50年（1962～2011）雷暴日數(shù)

圖2 珠海市1962～2011年雷暴日數(shù)月均變化圖

由雷暴日數(shù)月季變化圖可知，珠海市雷電主要發(fā)生在4月～9月份，月平均雷暴日數(shù)超過5d，最高可達(dá)13.143d，其中5月～9月份為雷電高發(fā)期，月平均雷暴日數(shù)都超過8d，3月、4月、10月份為雷電多發(fā)期，月平均雷暴日數(shù)約為3d；11月、12月、1月、2月份基本沒有雷電發(fā)生。珠海市近50年的雷電活動(dòng)呈現(xiàn)6月、8月兩個(gè)高峰期的“雙峰”特性，6月～8月為每年雷電活動(dòng)頻繁月，其中8月最強(qiáng)，最多時(shí)當(dāng)月雷電日可高達(dá)22d。雖然雷暴日不能精確的表征地面落雷的頻繁程度，但可在一定程度上反映指定區(qū)域雷電活動(dòng)的規(guī)律。

針對(duì)珠海市雷暴日數(shù)據(jù)及各類雷擊對(duì)燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施,極有可能產(chǎn)生的危害，現(xiàn)根據(jù)珠海市某區(qū)域調(diào)壓設(shè)施所處的地質(zhì)情況作詳細(xì)分析，突然電阻率是影響防雷效果的主要因素。

3.1 土壤電阻率

土壤的電阻率是決定接地體電阻的重要因素，直接影響接地裝置接地電阻的大小、地網(wǎng)地面電位分布、接觸電壓和跨步電壓。為了設(shè)計(jì)合理的接地裝置，必須對(duì)土壤電阻率進(jìn)行實(shí)測(cè)，以便用實(shí)測(cè)電阻率做接地電阻的計(jì)算參數(shù)。

表1為采用M12127土壤電阻率測(cè)試儀測(cè)試的珠海某現(xiàn)場(chǎng)的土壤電阻率。

某項(xiàng)目土壤電阻率測(cè)量數(shù)據(jù)表 表1

土壤電阻率的大小與土壤類型、含水量、含鹽量、溫度、土壤的緊密程度等化學(xué)和物理性質(zhì)有關(guān)。一般土壤電阻率隨溫度的升高而下降。在土壤溫度、濕度不變時(shí)，土壤的致密性與電流在土壤中呈現(xiàn)的流散電阻大小在一定程度上為反相關(guān)。

土壤中所含導(dǎo)電離子濃度越高，土壤的導(dǎo)電性就越好。土壤越濕，含水量越多，導(dǎo)電性能就越好，電阻率越小，反之就越大。當(dāng)土壤含水量增加到20%～30%時(shí)，土壤電阻率將保持穩(wěn)定?？紤]到季節(jié)及突然含水量的影響，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行季節(jié)系數(shù)修正，修正值取2。則項(xiàng)目所在區(qū)域范圍內(nèi)土壤表層的電阻率為39.764ρ=39.764Ω·m。

燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋做為防雷接地裝置，尤其是利用樁內(nèi)柱鋼筋做垂直接地體時(shí)，有利于雷電流在地中的迅速泄放，從而減少雷擊傷害的風(fēng)險(xiǎn)。但在含有地下水的區(qū)域要將濕潤土對(duì)接地體的腐蝕性影響因素列為重點(diǎn)考察，可適當(dāng)提高被利用做為接地體的基礎(chǔ)鋼筋的規(guī)格、數(shù)量或截面積。當(dāng)需要增加人工接地體時(shí)，可選擇加大截面積的熱鍍鋅鋼材，但建議優(yōu)先選用不銹鋼、銅材或鍍銅的導(dǎo)體。

咨詢某計(jì)量調(diào)壓柜供應(yīng)廠家，其柜體大多采用消音效果優(yōu)、保溫效果好、價(jià)格優(yōu)惠的彩鋼板（內(nèi)含消音棉）。彩鋼板表面層的不銹鋼厚度小，必須借助專門的防雷結(jié)構(gòu)才能起到防雷的效果。

現(xiàn)以珠海市使用的某公司生產(chǎn)的調(diào)壓柜1000NM3/H（3.3m×1.4m)為例，對(duì)調(diào)壓柜具體的單獨(dú)防雷措施做說明。采用φ12不銹鋼圓鋼在區(qū)域調(diào)壓柜體頂部20cm處環(huán)繞柜頂四周布置柜頂接閃帶，柜體對(duì)角設(shè)置兩根高度不小于柜頂斜邊長的一半（1.8m）接閃針，同時(shí)調(diào)壓柜放散管與接閃帶用φ12不銹鋼圓鋼與接閃帶焊接連接。采用-25×4的不銹鋼角鋼做引下線，采用-50×5.0的不銹鋼角鋼做水平接地線和垂直接地極[5]，詳見圖3所示。

圖3 調(diào)壓柜1000NM3/H調(diào)壓柜單獨(dú)防雷措施

3.2 接地支線焊接要求

扁鋼與扁鋼之間及圓鋼與調(diào)壓設(shè)施燃?xì)夥派⒐苤g采用搭接焊接，搭接長度不小于圓鋼直徑的6倍（扁鋼寬度的2倍）。同時(shí)扁鋼與扁鋼之間必須為三面連續(xù)焊接，圓鋼與調(diào)壓設(shè)施燃?xì)夥派⒐苤g為兩面連續(xù)焊接。圓鋼與燃?xì)夤苤g焊接連接完成后，需做防腐處理[6]。

4 結(jié)語

通過對(duì)在珠海相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)分析，可為本區(qū)域或類似地區(qū)的市政項(xiàng)目基坑工程提供幾點(diǎn)值得參考和借鑒的地方：

①雷擊對(duì)燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施的危害雷電時(shí)間短，放電電流大，放電電壓高，破壞力極強(qiáng)，從而給燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)帶來了極大的安全隱患；

②在含有地下水的區(qū)域，要將濕潤土對(duì)接地體的腐蝕性影響因素列為重點(diǎn)考察，可適當(dāng)提高被利用做為接地體的基礎(chǔ)鋼筋的規(guī)格、數(shù)量或截面積，當(dāng)需要增加人工接地體時(shí)，可選擇加大截面積的熱鍍鋅鋼材，但建議優(yōu)先選用不銹鋼、銅材或鍍銅的導(dǎo)體；

③對(duì)于因供應(yīng)要求或場(chǎng)地受限，布置于防雷保護(hù)之外或依附于建筑主體的防雷措施效果未知的情況下，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)雷評(píng)資料，設(shè)置獨(dú)立的防雷安全保護(hù)措施，是減少雷電危害的必要手段；

④燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)該做到與主體建筑同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用；

⑤在沿海區(qū)域，建議設(shè)置區(qū)域調(diào)壓柜的防雷裝置，使其發(fā)揮預(yù)期的作用，真正起到防災(zāi)減災(zāi)的作用。只有這樣才能更好為燃?xì)庥脩籼峁┳畲蟮陌踩Ｕ稀?/p>