爆炸危险场所防雷工程研究与应用郭天康

郭天康

（身份证号码：44010619761230xxxx）

摘要：1989年黄岛油库雷灾事故造成了损失和社会影响，引起了政府和社会对爆炸危险场所防雷安全的重视。本文主要依据GB50057-2010标准对爆炸危险场所所划定的类别，并对爆炸危险场所的防雷工程进行综合性的分析，进而研究了针对一、二类的爆炸危险场所实际的防雷措施从而能够切实的提高防雷工程在爆炸危险场所的使用价值，更好的保障爆炸危险场所遭受到雷电的袭击，降低爆炸危险场所发生爆炸安全事故的几率，切实的维护人们的生命安全。

关键词：爆炸危险场所；防雷工程；研究；应用；

前言：

1989年8月12日9时55分，与青岛市区相隔4海里的黄岛油库末站的原油罐群因雷击发生爆炸起火。事故造成5个油罐报废，4万吨原油燃烧，19人死亡，74人受伤，直接经济损失1401万元；黄岛油库特大火灾事故调查原因：是由于非金属油罐本身存在的缺陷，遭受对地雷击，产生的感应火花引爆油气。事故发生后，4号、5号两座半地下混凝土石壁油罐烧塌，1号、2号、3号拱顶金属油罐烧塌。2008年6月3日，中国石化集团茂名石化公司乙烯厂裂解装置，遭雷击引起短路起火，火头最高时约30米，20多辆消防车一个多小时紧张扑救。众多事故案例表明，雷电对爆炸危险场所的安全是十分重要，GB50057-2010可根据爆炸危险场所的重要性、使用性质、发生雷事故的可能性及后果，将爆炸危险场所划分第一类、第二类，并规定了应采取的相应措施。

图1黄岛油库雷灾事故

1、第一类爆炸危险场所及相关防雷措施

1.1第一类爆炸危险场所的划分

我国对于爆炸危险场所都依照危险等级，进行了明确的划分。凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物；具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；均属于第一类防雷建筑物。在一定程度上，该类爆炸危险场所一旦引发爆炸安全事故，将会产生巨大的破坏力，直接危及到人们的生命安全；

1.2第一类爆炸危险场所所的相关防雷措施

1.2.1直击雷的预防措施

首先，应当在该类爆炸危险场所内装置独立的架空性接闪网或者避雷针，起到对建筑物、放管、风帽等，在接闪器的保护范围内的相关突出的屋面物体。架空的接闪网其网格的尺寸应当控制在6m×4m或5m×5m；其次，对于排放粉尘、蒸汽等爆炸危险气体的排放管、呼吸阀、放散管等，在其口外进行接闪器装置的设置，并进行合理的防治范围划定。同时，对于有管帽的，要依据相关的施工要求，对管帽的垂直高度进行合理的设置。而若没有管帽，则应当在管口的上方部位进行设置，管帽的半径应当设置在5m范围内的半球体。此外，雷山与接闪器实际的接触电，应当设置在该空间范围内，起到防治直击雷的作用。

排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等，当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧，以及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀，接闪器的保护范围可仅保护到管帽，无管帽时可仅保护到管口。最后，对于架空的接闪网及其端部、独立的避雷针杆塔等，要在它们的支柱处要设置一根以上的引下线。那么，对于引下线的选择，最适宜的是金属所制成的，也可以是有绑扎的链接钢筋网支柱、杆塔等。此外，对于架空的接闪网及避雷线，都必须设置上独立性的接地装置，其每个引下线实际的冲击接地的电阻不可超过10欧姆。对于土壤实际电阻率较高的地区，可以适当的增加冲击的接地电阻。从而实现对直击雷进行合理的防治。

1.2.2雷电感应的防治措施

首先，对于建筑物内部的的钢窗、钢屋架、电缆金属外表、构架、管道、设备等，这些较大的金属物，还有一些突出屋面的风管与放散管等金属类物质，都必须将其与防雷感应的相关接地装置，进行有效的链接。金属屋面四周，应当每隔18-24m距离，就进行一次引下线；其次，对于平行铺设的构架、管道，还要电缆的金属外皮等相关的长金属物。在其净距离地域100mm范围时，就需要利用金属的跨接，对其跨点之间的间距进行有效的控制，不可超过30m。同时，其交叉的净距离必须地域100mm，交叉处进行合理的跨接。当长的金属物质法兰盘、阀门、弯头等链接处，其过渡的电阻值超过0.03欧姆时，其连接线就需要利用金属线进行跨接。对于超过5根以上的螺栓链接法兰盘，可以在相对腐蚀的环境中不进行跨接。

对了避免闪电电涌沿线路进行爆炸危险场所的电力系统或电子系统，室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于15m。在电缆与架空线连接处，尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。所装设的电涌保护器应选用Ⅰ级试验产品，其电压保护水平应小于或等于2.5kV，其每一保护模式应选冲击电流等于或大于10kA；若无户外型电涌保护器，应选用户内型电涌保护器，其使用温度应满足安装处的环境温度，并应安装在防护等级IP54的箱内。

当电涌保护器的接线形式为3+1形式时，接在中性线和PE线间电涌保护器的冲击电流,当为三相系统时不应小于40kA，当为单相系统时不应小于20kA。1）泵机、控制系统等分配箱则安装UP值相对较小的II级或III级电涌保护器。而信号线路则安装信号相匹配的信号SPD，光缆则将光缆加强芯、金属接头进行接地。另应注意的是，电涌保护器防护罩应与爆炸场所防爆等级相同。2）

2、第二类爆炸危险场所及相关防雷措施

2.1第二类爆炸危险场所的划分

第二类的爆炸危险场所，主要包含制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物；有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。在一定程度上，第二类爆炸危险场所相比第一类的类爆炸危险场所相比较，其破坏性相对较低，且出现人身伤亡的几率较小。

2.2第二类爆炸危险场所所的相关防雷措施

2.2.1直击雷的预防措施

首先，利用避雷针与接闪带，进行接闪器的组合。接闪带要依照建筑物屋檐、屋角等极易遭受到雷电直接的部位，进行有效的铺设。要对总体的屋面进行网格布置，并将接闪带与避雷针进行链接；其次，对于会排放粉尘、蒸汽及爆炸危险等气体的，排风管、呼吸阀及放散管，都应当进行接闪装置的设置；排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱，1区、21区、2区和22区爆炸危险场所的自然通风管，0区和20区爆炸危险场所的装有阻火器的放散管、呼吸阀、排风管，足够厚度的金属材料的可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连。非金属物体则应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。

金属管（帽）材料厚度要求，不锈钢、热镀锌钢和钛板的厚度不应小于4mm，铜板的厚度不应小于5mm,铝板的厚度不应小于7mm。

2.2.2雷电感应的防治措施

首先，当低压的线路全长都使用的是埋地性的电缆铺设，并在架空的金属性线槽内进行电缆的引入。对于该类情况，应当在其入户处进行金属性线槽与电缆相关金属外皮的接地设置；其次，要在架空线与电缆的链接处，进行绝缘子的铁脚、避雷针或者避雷器的设置。同时，还要将其进行接地，冲击的接地电阻值应当控制在10欧姆范围内。对于低于30d／a的相关爆炸危险场所的建筑物，可以利用抵押的架空线，进行引下线的设置；最后，当进行直接性的架空线引入时，需要在入户处进行避雷器的加装，将其与金具、绝缘子的铁脚等进行有效的链接，并将其一同链接在电气设备所链接的接地装置当中。对于靠近爆炸危险场所建筑物，应当将其绝缘子的铁脚进行接地设置，冲击的接地电阻值应当超过30欧姆。对于架空与直接性埋地的相关金属管道，在其建筑物进出处应当进行避雷的接地链接。同时，还要对其架空的金属管道，在距离建筑物25m左右范围内进行有效的接地，冲击的接地电阻值应当不超过10欧姆。

对了避免闪电电涌沿线路进行爆炸危险场所的电力系统或电子系统，在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时应取等于或大于12.5kA。1）泵机、控制系统等分配箱以及信号线路的电涌保护器安装与第一类防雷建筑物的要求相同。

图2雷电感应电涌侵入防治措施

3、结语

本文通过典型的灾害事故分析，并根据GB50057-2010标准对爆炸危险场所所划定的类别，并对爆炸危险场所的防雷工程进行综合性的分析，进而研究了针对一、二类的爆炸危险场所实际的防雷措施从而能够切实的提高防雷工程在爆炸危险场所的使用价值，更好的保障爆炸危险场所遭受到雷电的袭击，降低爆炸危险场所发生爆炸安全事故的几率，切实的维护人们的生命安全。

参考文献：

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