遼寧省某炸藥庫建筑物直擊雷防護設計的探討

摘要：為了預防直擊雷災害，各種建筑物都會進行一定的防護設計，而炸藥庫建筑又是其中較為特殊的一種。由于炸藥庫所儲存的炸藥與雷管具有極高的易燃易爆性，所以對直擊雷的反應更為敏感，這對其雷擊防護設計提出了更高的要求。為此，我國已經制定了相關設計標準作為這類建筑雷擊防護設計的基礎依據，以保證炸藥庫建筑在雷雨天的安全。本文以鞍山鋼鐵集團某露天鐵礦產區的一處炸藥庫防直擊雷解決方案為例，詳細介紹防直擊雷設計及接地裝置設計的算法。

關鍵詞：直擊雷防護 接地裝置 安全距離

中圖分類號： P427.32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

礦山的生產需要大量的炸藥，炸藥的妥善存儲是安全生產的頭等大事，炸藥庫的防雷安全更是重中之重。本方案根據鞍山鋼鐵集團某露天鐵礦產區雷管庫和炸藥庫的實際特點，按照國家相關防雷技術標準，設計出雷管庫和炸藥庫的防直擊雷方案，以達到最大程度的降低雷擊風險。

1現場勘察情況

鞍鋼集團某部炸藥庫位于遼寧省本溪市南芬區露天鐵礦區的一座山頂的緩坡處，海拔約1800米。由于礦石開采，周圍已無任何植被。庫區內有雷管庫與炸藥庫各1座，庫區入口處設有值班室，值班室內設置安防電子設備。

2防雷類別確定

根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010中的相關規定，應將鞍鋼集團某部雷管庫和炸藥庫劃分為第一類防雷建筑物，其雷電防護方案應按照一類防雷建筑物的防雷措施進行設計。值班室劃分為第三類防雷建筑物，其雷電防護方案應按照三類防雷建筑物的防雷措施進行設計。

3接閃器設計

經現場勘察，雷管庫、炸藥庫的建設地點位于庫區的中部，直擊雷防護擬采用避雷塔與避雷線相結合的方式。根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010中接閃器距離被護物3m以外的要求，擬設計在距離雷管庫、炸藥庫圍墻外側2m遠位置各設立1座避雷塔，并在兩塔間架設避雷線，避雷線架設在兩個庫房的橫向中軸線位置。

3.1避雷塔高度計算

①距地面hr處作一平行于地面的平行線；

②以避雷線為圓心、hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點；

③以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該兩弧線相交或相切并與地面相切。從該弧線起到地面止就是保護范圍；

根據兩個庫房的實際情況，預選用的避雷線塔高度為20m，庫房高度為4m；當避雷線塔高度為20m、跨距為53.5m時，架空避雷線中點的最大弧垂為2.4m，所以其保護范圍最高點的高度應為20m-2.4m=17.6m。

將上述數值代入公式中計算得出rx ≈13.3m，r0≈28.2m。由此可以得出避雷線兩端的保護范圍為在4米高平面上的保護范圍約為13.3米，在地面上的保護范圍為28.2米。

雷管庫的寬度為4.1m，炸藥庫的寬度為6m，把避雷線架設在兩個庫房的中軸線位置，當避雷線塔高度為20米、架空避雷線最大弧垂為2.4m時，其避雷線在4m高的平面上的保護寬度約為12.3m，可以保護這兩個庫房。

3.2 架空避雷線至屋面安全距離的計算

考慮季節變化，避雷線弧垂變化，假設庫房的高度為5m，將具體數值代入上述公式，得出的架空避雷線至屋面和突出屋面的風帽、放散管等物體之間的距離約為≥3.4m，根據計算架空避雷線保護范圍的最高點高度為17.6m，建筑物高度為4m，故符合規范要求。

將雷管庫和炸藥庫的具體數值代入上述公式，得出避雷線塔與雷管庫、炸藥庫的地上距離≥4.2m，接地裝置與地下管道、電纜等金屬物、防感應雷接地裝置的地下距離為≥4m。雷管庫旁設立的避雷線塔離庫房距離為6.5m、炸藥庫旁設立的避雷線塔離庫房距離為16m，所以均能滿足安全距離的要求。直擊雷防護的接地阻值要求≤10Ω，但考慮到值班室內有電源及監控系統需做感應雷防護，感應雷防護接地裝置的接地阻值要求≤4Ω，二者不可共地。

5防直擊雷設計結論

經過計算得出，在距離雷管庫6.5m遠位置設立一座避雷線塔，在距離炸藥庫16m遠位置設立一座避雷線塔，在兩座避雷線塔間架設避雷線，避雷線架設位于兩個庫房橫向的中軸線位置，線塔高度均為20m，架空避雷線保護范圍的最高點高度為17.6m，兩座避雷線塔間的距離為53.5m。架空避雷線至庫房屋頂之間的距離應≥3.4m，避雷線塔支柱與庫房的地上距離≥4.2m，其接地裝置與地下管道、電纜等金屬物、防感應雷接地裝置的地下距離為≥4m。此設計可有效防護直接雷擊。

6 結束語

炸藥庫的防直擊雷設計應該經過嚴格的計算，應充分考慮到接閃器設立的高度，避雷線的防護范圍，特別是受季節影響避雷線距離被保護物的距離。更要充分考慮防直擊雷接雷裝置與防感應雷接地裝置的安全距離。本文所討論的防護設計案例具有較強的針對性，設計者在進行其他同類設計時只能參考理論方法，不能完全照搬。

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