后方彈藥倉庫防雷措施技術(shù)研究

陳前進 任青君

摘 要 文章主要介紹了雷電的破壞形式，以及針對雷電的破壞形式如何進行防護，以期為后方彈藥倉庫切實做好防雷設(shè)施的布置與施工提出可行性建議。

關(guān)鍵詞 雷電 彈藥倉庫 防雷措施

中圖分類號：E95 文獻標識碼：A

Lightning Protection Measures Research on Rear Ammunition Warehouse

CHEN Qianjin, REN Qingjun

(76318 Troop, Zhuzhou, Hu'nan 412100)

Abstract This paper mainly introduced the form of lightning damage, and how to protect for failure modes of lightning, hope tp make feasible suggestions of a really good job for layout and construction of rear ammunition warehouse.

Key words lightning; ammunition warehouse; lightning protection measures

隨著國民經(jīng)濟的日益發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們對雷電的認識越來越深入，同時防雷減災(zāi)的意識也在不斷增強。彈藥儲存?zhèn)}庫作為易燃易爆危險場所，雷電防護是其安全防護技術(shù)的重要組成部分，特別是近幾年來部隊信息化建設(shè)的不斷深入，如何確保這類信息化設(shè)施免受雷擊危害已是擺在我們面前一個十分重要的課題。本文首先論述了雷電的七種破壞形式，然后對后方彈藥倉庫的防雷措施及主要技術(shù)要求進行了介紹，最后介紹我軍后方彈藥倉庫目前采用的幾種常見的避雷裝置。

1 雷電的破壞作用

1.1 雷電流的熱效應(yīng)

雷電流通過被擊物體時要發(fā)出熱，經(jīng)計算，雷擊點的發(fā)熱量約為500~2000J，雷擊點放電通道溫度可達6000~10000℃。由于雷電流很大，通過的時間又短，如果雷擊在樹木或建筑物上，被雷擊的物體瞬間產(chǎn)生大量的熱，因來不及散發(fā)而迅速膨脹，產(chǎn)生巨大的破壞力；當雷電流通過金屬導(dǎo)體時，如果金屬體的截面積不夠大，可使其熔化。

1.2 雷電的沖擊波

雷電通道的溫度高達幾千度到幾萬度，空氣受熱后急劇膨脹，并迅速向四周擴散，其周圍的冷空氣被強烈壓縮并形成“激波”。被壓縮的空氣層的外界稱為“激波前”，激波前所到之處空氣的密度、壓力和溫度都會突然增加。激波波前過后，壓力下降，直至低于大氣壓力。這種“激波”在空氣中傳播，就會使附近的建筑物、人畜受到嚴重破壞和傷亡。

1.3 雷電流的電動力效應(yīng)

雷擊時強大的雷電流產(chǎn)生的電動力，有可能使架空線路相互靠攏造成短路故障，也容易將導(dǎo)線折斷。防雷導(dǎo)體上通過雷電流時會產(chǎn)生較強的沖擊性電動力，尤其是在導(dǎo)體彎曲部分所產(chǎn)生的電動力更是不容忽視的。導(dǎo)體彎曲的夾角越小，所受到的電動力越大。

1.4 雷電的靜電感應(yīng)

當雷擊發(fā)生后，雷云與大地之間的電場突然消失，而建筑物和大地或金屬導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷，由于局部與大地間的電阻較大而不能在短時間內(nèi)消失，這樣就會形成局部感應(yīng)高電壓。它可使高壓架空線路的電壓達到300~400KV，低壓架空線路的電壓達到100KV，通訊線路的電壓達到40~60KV，建筑物也可產(chǎn)生相當高的危險電壓。

1.5 雷電流的電磁感應(yīng)

由于雷電流有極大的幅值和陡度，在它周圍的空間將產(chǎn)生強大的和變化的磁場，處在電磁場中的導(dǎo)體會感應(yīng)出強大的電動勢。當導(dǎo)體本身存在缺口和間隙時就會產(chǎn)生氣隙放電，放電所產(chǎn)生的火花可能將易燃易爆物品引燃或引爆。電磁感應(yīng)還可使構(gòu)成閉合回路的金屬物體產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果回路中有接觸不良的地方，就會產(chǎn)生局部發(fā)熱，這對易爆易燃場來說是很危險的。

1.6 雷電反擊和雷電波引入

雷電反擊，通常是指金屬物體在遭受雷擊時，其接閃器、引下線和接地體在接閃的瞬間與大地之間存在很高的電壓，這個電壓對附近的建筑物、金屬設(shè)施及人畜會發(fā)生閃擊現(xiàn)象；當樹木遭受雷擊時，樹木上的高電壓對它附近的建筑物、金屬設(shè)施及人畜也會發(fā)生閃擊現(xiàn)象；如果防雷裝置與建筑物內(nèi)外的電氣設(shè)備或其它金屬管線的安全距離過小時，彼此之間同樣會產(chǎn)生放電。這不但容易引起電氣設(shè)備的絕緣損壞，而且會造成人員傷亡，甚至會造成火災(zāi)和爆炸。

1.7 球形雷

在雷雨季節(jié)，我們偶爾會發(fā)現(xiàn)紫色、紅色、灰紅色、藍色的“火球”，這些火球有時從天空降落，然后又在空中或地面水平方向移動或滾動。球形雷給人類造成的危害是十分嚴重的。它經(jīng)常由建筑物的孔洞、煙囪、敞開的門窗、不接地金屬門窗的縫隙進入室內(nèi)，最常見的是沿大樹滾下進入建筑物內(nèi)。球形雷有時自然爆炸，有時遇金屬物體爆炸，遇到易燃物質(zhì)造成燃燒，遇到易爆物質(zhì)產(chǎn)生爆炸。有的球形雷雖然不爆炸，但可以輻射出大量的熱能，因此它的燒傷力比破壞力還要大。

2 后方彈藥倉庫的防雷措施

2.1 對直擊雷的防護

防雷措施：①裝設(shè)獨立避雷針；②裝設(shè)獨立架空避雷線；③裝設(shè)獨立架空避雷網(wǎng)（網(wǎng)格尺寸不大于5m?m或6m?m）。

技術(shù)要求：①被保護的建筑物及突出物面的物體，均應(yīng)處于接閃器的保護范圍以內(nèi)。②對排放有爆炸危險性的氣體、蒸汽或粉塵的管道，其管口外能引起爆炸的危險范圍應(yīng)當處于接閃器的有效保護范圍內(nèi)。③當采用獨立避雷針時，每一桿塔至少設(shè)一根引下線；當采用獨立避雷線時，每一端至少設(shè)一根引下線；當采用獨立避雷網(wǎng)時，每一支柱至少設(shè)一根引下線。當桿塔和支柱為金屬結(jié)構(gòu)或有鋼筋時，宜利用其作為引下線。④獨立避雷針至被保護建筑物及與其有聯(lián)系的金屬物（如管道、電纜等）之間的距離（包括地上和地下）均不得小于3m；獨立避雷線和避雷網(wǎng)至被保護建筑物及與其有聯(lián)系的金屬物體之間的距離，不得小于3m。⑤獨立避雷針和避雷線（網(wǎng)）均應(yīng)有獨立接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10 。在高土壤電阻率地區(qū)，Rch值可以適當增大，但接閃器與被保護建筑物及與其有聯(lián)系的金屬物之間的間距亦應(yīng)增大，以防止反擊閃絡(luò)。

2.2 對雷電感應(yīng)的防護

防雷措施：①為防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生火花，應(yīng)將建筑物內(nèi)的金屬物接至接地裝置。②為防止電磁感應(yīng)產(chǎn)生火花，應(yīng)當將可能產(chǎn)生火花的間隙用金屬線路跨接短路。

技術(shù)要求：①建筑物內(nèi)的金屬物（如設(shè)備、管道、構(gòu)架、鋼屋架、鐵制門窗、電纜金屬外皮等）及現(xiàn)澆鋼筋混凝土的梁、板、柱或預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋，及突出地面與洞庫被復(fù)層的金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。金屬屋面和鋼筋混凝土屋面，其周邊應(yīng)每隔18~24m采用引下線接地一次。②平行敷設(shè)的長金屬物（如管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等），其凈距小于100mm時，其交叉處也應(yīng)用金屬線跨接。③當長金屬物連接處（如彎頭、閥門和法蘭盤等）的過渡電阻大于0.03 時，連接處應(yīng)當用金屬線進行跨接。④防雷電感應(yīng)的接地裝置，其工頻接地電阻不應(yīng)大于10 ，并應(yīng)與電氣設(shè)備接地裝置共用。室內(nèi)接地干線與接地裝置連接不應(yīng)少于兩處。⑤在電源引入的總配電箱處，宜裝設(shè)過電壓保護器。⑥防雷電感應(yīng)的接地裝置與獨立避雷針、架避雷線或架空避雷網(wǎng)的接地裝置之間的距離不應(yīng)小于3m。

2.3 對雷電波侵入的防護

防雷措施：①低壓線路宜全線采用電纜埋地敷設(shè)。②低壓架空線路應(yīng)采用一段金屬鎧裝電纜埋地引入，并在電纜與架空線路連接處裝設(shè)避雷器。③金屬管、道軌等金屬物體和電纜金屬外皮在進入建筑物處與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。

技術(shù)要求：①低壓線路全線應(yīng)當采用電纜直接埋地敷設(shè)，在入戶端應(yīng)將電纜金屬外皮及保護鋼管連接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。②當全線采用電纜有困難時，可以采用鋼筋混凝土電桿，鐵橫擔的架空線，并應(yīng)使用一段埋地長度為L≥2的金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入。式中：表示埋地電纜處的土壤電阻率（ .m），L表示埋地斷的長度（m）；但不應(yīng)小于15m。③在電纜與架空線的連接處，應(yīng)當裝設(shè)避雷器。避雷器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳以及金具等，應(yīng)當連接在一起接到防雷接地裝置上，其沖擊接到電阻不應(yīng)大于10 。

3 后方彈藥倉庫的防雷裝置

建筑物的防雷系統(tǒng)分為外部和內(nèi)部兩個系統(tǒng)，外部系統(tǒng)主要由接閃器，引下線及接地裝置組成，它的作用是保護建筑物免遭直接雷擊。防外部防雷裝置外，所有附加措施均為內(nèi)部防雷系統(tǒng)（如采用等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽或加裝過電壓保護器等）。內(nèi)部防雷系統(tǒng)的作用是減少落雷時電位升高及雷電流的電磁效應(yīng)。目前，我軍后方彈藥倉庫的防雷裝置主要有避雷帶、避雷網(wǎng)和避雷器三種。

3.1 避雷帶

指在建筑物的屋角、屋脊、屋檐和檐角等容易遭受雷擊危害的部位裝上作接閃器用的金屬帶，通過金屬引下線與接地裝置相連，這樣做可以收到良好的防直擊雷效果。

3.2 避雷網(wǎng)

避雷網(wǎng)分為明裝避雷網(wǎng)和籠式避雷網(wǎng)兩大類。明裝避雷網(wǎng)是在建筑物屋頂明裝金屬網(wǎng)格作為接閃器，沿外墻設(shè)引下線接到接地裝置上，這是一般的傳統(tǒng)作法。籠式避雷網(wǎng)是將接閃器、引下線和接地裝置三部分組成一個整個的金屬大網(wǎng)籠，稱之為籠式避雷網(wǎng)。

3.3 避雷器

后方彈藥倉庫常用的避雷器可歸納為四大類：放電間隙型、閥型、傳輸線分流型、半導(dǎo)體型。它的作用是把已竄入電力線、信號傳輸線的大氣過電壓限制在一定的范圍之內(nèi)，保護用電設(shè)備不被高電壓沖擊。

參考文獻

[1] 李良福.雷電防護關(guān)鍵技術(shù)研究.氣象出版社,2008.

[2] 解志軍.淺談信號產(chǎn)品雷電防護.鐵道通信信號工程技術(shù),2006.