對爆炸危險環境建築物防雷設施選擇和佈置的探討

　
摘要：隨著人類社會的不斷進步，對雷電的認識已不僅僅局限于自然現象的範疇。我們今天研究雷電，並根據日趨成熟的雷電理論去防止雷擊所造成的危害，其意義是可想而知的。在電氣工程技術中，對爆炸危險環境的建築物採取必要的防雷設施不容忽視。爆炸危險環境建築物防雷由於其“特殊性”倍受電氣工程技術人員關注。本文結合相關雷電理論，對有關的防雷設施選擇和佈置集中進行了闡述，希望借此機會，和業內同行探討。
关键词：爆炸危險環境 防雷設施 相關原則和結論 等電位聯結
1 引言

　　隨著世界能源及化工工業的發展，電氣工程技術人員對爆炸危險環境的接觸越來越廣泛。由於爆炸危險環境的建築物遭受雷擊後，會引發大功率雷電放電，從而形成電火花引起爆炸，造成巨大的破壞和人身傷亡，這樣的例子不少。對這類建築物採取有效的防雷設施業已成為電氣工程技術人員的重要任務。這既是難點，也是重點。

2 相關概念

2．1 爆炸危險環境建築物的防雷劃分

　　《建築物防雷設計規範》GB50057－94根據建築物的重要性、使用性質以及發生雷電事故的可能性和後果把爆炸危險環境的建築物防雷分為兩類。如表1－1所示：

表1-1 爆炸危險環境的建築物防雷分類
危險區域防雷等級0區（10區）1區2區（11區）
第一類防雷建築物是電火花容易引起爆炸並造成巨大破壞和人身傷亡者否
第二類防雷建築物是電火花不易引起爆炸或爆炸不致造成巨大破壞和人身傷亡者是

　另外，爆炸危險的露天鋼制封閉氣罐屬於第二類防雷建築物。那麼，上表中0區（10區）、1區和2區（11區）又是如何劃分的呢？

2．2 爆炸危險環境的等級劃分

　　IEC79－10標準和我國的《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》GB50058－92對爆炸氣體環境做了如下的闡述：

（一）在大氣條件下，易燃氣體、易燃液體的蒸汽或薄霧與空氣形成爆炸氣體混合物；
（二）閃點低於或等於環境溫度的可燃液體的蒸汽或薄霧與空氣形成爆炸氣體混合物；
（三）在物料操作溫度高於可燃液體閃點的情況下，可燃液體可能洩漏時，其蒸汽或薄霧與空氣形成爆炸氣體混合物。
上述爆炸氣體環境根據爆炸氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，按照下列規定進行等級分區：
（一）0區：連續出現或長期出現爆炸氣體混合物的環境，或者說存在著連續級釋放源的區域；
（二）1區：在正常運行時可能出現爆炸氣體混合物的環境，或者說存在著第一級釋放源的區域；
（三）2區：在正常運行時不可能出現爆炸氣體混合物的環境，即使出現也是短時間存在爆炸氣體混合物的環境，或者說存在著第二級釋放源的區域；
（四）當通風良好時，應降低爆炸危險區域等級；當通風不良時，應提高爆炸危險區域等級。
我國的《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範》對爆炸粉塵環境做了如下的闡述：
在大氣條件下，爆炸粉塵、可燃性導電粉塵、可燃性非導電粉塵和可燃纖維與空氣形成爆炸氣體混合物。同樣根據爆炸粉塵混合物出現的頻繁程度和持續時間，按照下列規定進行等級分區：
（一）10區：連續出現或長期出現爆炸粉塵混合物的環境；
（二）11區：有時會將積留下來的粉塵揚起而偶然出現爆炸粉塵混合物的環境。

對上述這些爆炸危險環境的一、二類防雷建築物，其防雷設施應如何選擇和佈置呢？

3 防雷設施的選擇和佈置
　　
　　為簡便起見，本章節所列建築物均為爆炸危險環境建築物。另外，雷電的危害主要有三種：直擊雷、感應雷和雷電波入侵，本章節所闡述的建築物防雷設施針對前兩種，對於雷電波入侵所採取的措施請參見相關的技術文獻。

3．1接閃器

　　眾所周知，雷電放電有兩種，一種為雲間或雲內放電；另一種為雲對地放電，也就是常說的直擊雷。直擊雷放電主要由雷雲負、正先導電荷同地面高聳突出物的正、負先導電荷“中和”而形成，兩者之間的電位可高達數千萬伏甚至上億伏。地面的突出物越高，則產生上行先導需要的平均雷雲下電場E0越小，相對放電電流IL越小。

基於上述原由，如果爆炸危險環境建築物沒有防雷設施，則建築物以下部位易遭受雷擊：
為了保護爆炸危險環境建築物避免雷擊放電形成電火花引起爆炸，應設置接閃器，接閃器由下列一種或多種設施組合而成：
（一）獨立避雷針；
（二）架空避雷線或架空避雷網；
（三）直接裝在建築物上的避雷針、避雷帶或避雷網，且避雷網（帶）應沿易受雷擊的部位敷設。

　　避雷針、避雷帶、避雷網保護範圍計算有多種方法，一般來說，我們採用“滾球”計算法，其具體計算過程參見《建築物防雷設計規範》GB50057－94。

表3-1 爆炸危險環境建築物防雷設施選擇和佈置形式表
防雷等級防雷設施第一類防雷建築物
（滾球半徑30m） 第二類防雷建築物
（滾球半徑45m）
架空避雷網佈置尺寸
≤5m×5m或6m×4m不需要
裝在建築物上的避雷網（帶）　　當建築物太高或其他原因難以裝設獨立避雷針、架空避雷線、架空避雷網時可以採用這種措施並同建築物上的避雷針組成混合接閃器，避雷網格佈置尺寸如上。佈置尺寸
≤10m×10m或12m×8m
相關備註　　當排放物達不到爆炸濃工、長期點火燃燒、一排放就點火燃燒以及發生事故時才達到爆炸濃度的通風管、安全閥，接閃器保護範圍可僅保護到管帽，無管帽時可以保護到管口。否則，為了防止接閃器在0區或1區接閃以及感應雷在0區或1區放電，無管帽時，接閃器應保護到管口上方5m的半球體；有管帽時，保護範圍見表3-2　　對裝有阻火器的排放爆炸氣體蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等管道，1區、11區和2區爆炸危險環境的自然通風管
（一）金屬物體可不裝接閃器；
（二）在屋面接閃器保護範圍之外的非金屬物體應裝設接閃器，並和屋面防雷設施相聯。
其他同第一類防雷建築物

本新闻共3页,当前在第1页 [1] [2] [3]