【正文】 某危險品工房的防雷設(shè)計 研究 摘要 雷電是一種常見的大氣放電現(xiàn)象，它與人類的生活息息相關(guān)，是自然界不可或缺的物理過程。 16 4危險品工房防雷電電磁感應(yīng)設(shè)計 21 6結(jié)論 雷電放電通道的峰值電壓高達(dá)數(shù)百萬副伏，電流達(dá)幾十萬安，電流上升率達(dá)幾萬安/微妙。 (6)雷電波的侵入和防雷裝置上的高電壓對建筑物的反擊作用也會引起配電裝置或電氣線路斷路而燃燒導(dǎo) 致火災(zāi)。比如：美國、意大利和我過先進(jìn)的公司都應(yīng)該有生產(chǎn)此設(shè)備；采用優(yōu)化避雷針抑制雷電流上升速率； 使用有源避雷針，屏蔽地面上行先導(dǎo)等，但經(jīng)過實踐證明上訴改進(jìn)并不理想，都存在流通能力低、抗風(fēng)能力差、成本高和引雷的致命弱點。管型避雷器的選用受安裝地點最大、最小短路電流制約，最大短路電流大于避雷器的斷流上限時避雷器會爆炸；短路電流小于避雷器的斷流下限時就不能熄弧，避雷器可能燒壞。石礦行業(yè)所采用的炸藥；工業(yè)硫酸 的生產(chǎn)；化肥的生產(chǎn)；乙炔氣的制備等等一切，都是危險品。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 5 頁 共 25 頁 2 危險品工房的防雷等級劃分 工房概況 此工程位于山西省一處比較偏遠(yuǎn)的地方，這個工房分為兩部分，第一部分是控制室，里面主要是一部大型的電子信息控制 設(shè)備 ；第二部分是生產(chǎn)間，里面分為炸藥準(zhǔn)備區(qū)，彈體準(zhǔn)備區(qū)，炸藥融化混合區(qū)，保溫冷卻區(qū)以及一個臨時庫存 區(qū)。爆炸后呈負(fù)氧平衡，產(chǎn)生有毒的一氧化碳，故不適用于地下工程爆破。穩(wěn)定性 :穩(wěn)定 ； 危險標(biāo)記 1(爆炸品 )； 主要用途 :用于制造染料、醫(yī)藥、炸藥，也作試劑等 。 工房防雷等級的劃分 本工程分為 3個部分，總控制室、生產(chǎn)間、臨時庫房，其中生產(chǎn)間和臨時庫房主要進(jìn)行危險作業(yè)和儲存危險品，定為 1區(qū)爆炸危險環(huán)境，沒有大型電子設(shè)備，主要進(jìn)行直擊雷的防護(hù)。 所以，本論文所闡述的工程是屬于第一類防雷建筑。 表 2— 1 有管帽的管口處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)的空間 裝置內(nèi)的壓力與周圍空氣壓力的壓力差（ kpa） 排放物的比重 管帽以上的垂直高度（ m） 距管口處的水平距離（ m） ﹤ 5 重于空氣 1 1 5～ 25 重于空氣 5 ≦ 25 輕于空氣 5 ﹥ 25 重或輕于空氣 5 5 （ 4） 排放爆炸危險氣體、蒸汽或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等，當(dāng)其排放 物達(dá)不到爆炸濃 度，長期點火燃燒，一排放就點火燃燒時，及發(fā)生事故時排放物才達(dá)到爆炸濃度的通風(fēng)管、安全閥，接閃器的保護(hù)范圍可僅保護(hù)到管帽，無管帽時可僅保護(hù)到管口。 第一類建筑物防雷電波入侵的技術(shù)要求 （ 1） 全長采用直接埋地電纜，入戶處電纜金屬外皮與防雷電感應(yīng)接地裝置相連。 對于建筑物防雷等級的劃分來說，是要考慮很多因素的，而建筑物年雷擊率是建筑物防雷設(shè)計的重要依據(jù)，我國現(xiàn)行的防雷設(shè)計規(guī)范 GB 50057— 2020 中 給出了80m 10m 俯視圖 控制室 生產(chǎn)間 5m 10m 左視圖 圖 工房平面圖 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 10 頁 共 25 頁 建筑物年雷擊率 n（次 /年）的計算公式： N k Ng Ae? ? ? （ ） 式中 ： N —— 建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)（次／ a）： k —— 校正系數(shù)，在一般情況下取 1， 在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野孤立的建筑物取 2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取 ；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處 、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取 ； Ng—— 建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度［次／（ km2 無論是雷擊風(fēng)險評估還是防雷裝置設(shè)計審核 ,對建筑物等效面積的計算都是必不可少的。防雷工作者經(jīng)過長期的觀測、統(tǒng)計，將我國雷暴分布情況劃分為 4個區(qū)域：第一個區(qū)圖 建筑物的等效面積 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 12 頁 共 25 頁 域為北緯 37176。以西的地區(qū)。 接下來我們需要對避雷桿 進(jìn)行嚴(yán)格的計算： 首先是避雷桿的位置的計算： 根據(jù)第一類建筑物架空避雷線與被保護(hù)建筑物之間的距離的公式： ? ?xiaix hRSRh 1 ??? 時，當(dāng) （ ） ? ?xiaix hRSRh ??? 1時，當(dāng) （ ） 式中： xh 為 被保護(hù)的工房的高度，取其為 5m； iR 為架設(shè)避雷線支柱處接地電阻的沖擊接地電阻，取其為 10Ω。 為了驗證設(shè)計高度要求，用該庫房的最寬處屋檐作為驗證點，只要設(shè)計的避雷針能保護(hù)好屋檐，那么整個工房就是安全的 [15]。根據(jù) GB50057— 2020 規(guī)定，選用直徑為 10mm的圓鋼，并且在其表面同樣進(jìn)行熱鍍鋅處理。 圖 避雷線的保護(hù)范圍 (單位 /m） 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 16 頁 共 25 頁 現(xiàn)代的防雷器的發(fā)展 避雷針，避雷網(wǎng)，避雷帶等等的避雷裝置已經(jīng)發(fā)展比較完善了，現(xiàn)在又出現(xiàn)一些新型的防雷裝置，這些裝置尚未被防雷標(biāo)準(zhǔn)采納，統(tǒng)稱為非常規(guī)防雷裝置 [19]。 LEMP 的危害區(qū)域遠(yuǎn)大于直擊雷，它既可以由云地閃電產(chǎn)生，也可以由云內(nèi)閃電和云間閃電產(chǎn)生，影響區(qū)域遍布對流層一下至大地表層，對空中飛行的火箭、飛機、導(dǎo)彈，地面架空輸電線、各種電子設(shè)備都有不同程度的危害，因雷電電磁脈沖造成室內(nèi)電磁設(shè)備損壞、失效、誤動作等造成的間接損失更是難以估計。 雷擊電磁脈沖是指當(dāng)雷電擊中接閃器或者建筑物時，由 于雷電流的迅速變化而在其周圍空間產(chǎn)生瞬變的強電磁場，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動勢。 工程上常用的浪涌保護(hù)器有：火花間隙、氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管等等。在工房表面敷設(shè)引下線，與避雷帶可靠焊接，引下線的間距要小于 12m，以保證達(dá)到防雷設(shè)計規(guī)范。 等電位連接設(shè)計 等電位連接實現(xiàn)過電壓保護(hù)的基本原理是在瞬態(tài)過電壓發(fā)生的瞬間，在被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的所有金屬部件之間實現(xiàn)等電位 [18]。 設(shè)備 1 設(shè)備 2 設(shè)備 3 圖 S 型等電位連接示意圖 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 20 頁 共 25 頁 5 防雷裝置管理 防雷裝置的日常檢查與維護(hù) （ 1）各類明裝導(dǎo)體有無銹蝕或者因機械力的 損傷而折斷的現(xiàn)象；鍍層或涂漆是否完好，無嚴(yán)重銹蝕；有無因接受雷擊而損傷或折斷的現(xiàn)象 [23]。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 23 頁 共 25 頁 參考文獻(xiàn)： [1] 魏明 . 雷電電磁脈沖及其防護(hù) [M]. 北京：國防工業(yè)出版社 ， [2] 王興印 . 防雷問題研究及應(yīng)用 . 碩士學(xué)位論文 . 華南理工大學(xué) . 2020. [3] 石光其 . 智能建筑信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖 LEMP 研究與防護(hù)設(shè)計 . 碩士學(xué)位論文 . 湖南大學(xué) . 2020. [4] product： lighting production. Wireless design and development. 2020. [5] 潘家利 .建筑物防雷設(shè)計方法探討 .廣西氣象 .第 24 卷 第 2 期 2020 年 6 月 . [6] 邵 程 . 建筑物雷擊概率特性研究 . 碩士學(xué)位論文 . 南京信息工程大學(xué) . 2020. [7] 劉天生，王鳳英 . 防護(hù)工程 [M]. 山西：中北大學(xué)印刷廠， [8] GB500581992 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 .[S]1992. [9] 潘軍 . 對爆炸危險環(huán)境建筑物防雷設(shè)施選擇和布置的探討 .[J]中國高新技術(shù)企業(yè) 2020（ 14） . [10] 曾漢溪 . 現(xiàn)代建筑物的防雷設(shè)計的思路 [J].廣東氣象 .2020（ S2） [11] 謝政 . 淺談建筑防雷設(shè)計的六要素 [J].井岡山醫(yī)學(xué)專報 .2020（ 02） [12] 張軍，楊紅 . 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》在實際中的應(yīng)用 [J].科技咨詢報 2020（ 19） [13] 王瑛 . 淺談防雷設(shè)計中常忽略的幾個問題 . 煤炭工程 .2020(02) [14] 劉波，付顯榮，周翔 . 滾球法與雙支避雷針的保護(hù)范圍 [A].貴州省氣象學(xué)會2020 年學(xué)術(shù)年會論文集 . [15] 王富強 . 防雷設(shè)計中的接地問題 . 無線電工程 . [16] 馬健，劉國棟 .鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷設(shè)計 .科技信息 .2020 年（ 16） . [17] Jennifer Man. Lightning Protection Basics. East Coast Lightning Protection Design and Installation [18] 李德鵬 . 彈藥儲運安全 [M]. 石家莊 . 軍事工程學(xué)院， 2020 [19] GB50057— 2020，建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 [S]. [20] 王時筠，馬宏達(dá) . 建筑物避雷及其運行經(jīng)驗成都：建筑電氣 . 1994， 3 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)論文 第 24 頁 共 25 頁 [21] 潘軍 ， 鐘一帆 ， 黃智俊 . 金屬屋面建筑物的防雷設(shè)計 .廣西氣象 .2020 [22] GB [S]. [23] 許敏 ， 丁張林 . 工業(yè)廠房防雷設(shè)計中的幾點問題 . 城市建設(shè)理論研究 . 2020,10