軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地電阻測(cè)量問(wèn)題研究

郭清風(fēng)，肖 平

（91019部隊(duì)，海南 ?？?570100）

1 引言

軍械倉(cāng)庫(kù)作為我軍各類彈藥和軍械裝備器材物資的存儲(chǔ)和供應(yīng)場(chǎng)所，一旦遭到雷擊可能會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸，造成人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此，軍械倉(cāng)庫(kù)的防雷工作至關(guān)重要，其中接地技術(shù)又是防雷工作中的重要環(huán)節(jié)。

在軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地電阻測(cè)量過(guò)程中，個(gè)別人員對(duì)工頻接地電阻和沖擊接地電阻的認(rèn)識(shí)不清[1-3]，部分防雷檢測(cè)公司甚至只測(cè)量工頻接地電阻，并直接作為防雷檢測(cè)報(bào)告的結(jié)果[4]，造成了較大的安全隱患。本文剖析了現(xiàn)階段軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地部分概念的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，研究了軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地電阻的要求與測(cè)量計(jì)算方法，對(duì)指導(dǎo)軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地電阻檢測(cè)實(shí)踐具有重要參考價(jià)值。

2 軍械倉(cāng)庫(kù)的防雷接地電阻要求

2.1 軍械倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)環(huán)境等級(jí)劃分[5]

軍械倉(cāng)庫(kù)按其內(nèi)部存放物資的危險(xiǎn)性質(zhì)和由于電氣裝置原因引起燃燒爆炸事故的可能性大小以及后果的嚴(yán)重程度，由高到低劃分為I級(jí)、II級(jí)和III級(jí)三個(gè)危險(xiǎn)等級(jí)，見(jiàn)表1。

2.2 軍械倉(cāng)庫(kù)防雷等級(jí)[6]

軍械倉(cāng)庫(kù)按所涉及裝備物資的特性，對(duì)雷電的敏感程度和發(fā)生雷電事故的可能性及產(chǎn)生的后果，劃分為一類防雷場(chǎng)所、二類防雷場(chǎng)所和三類防雷場(chǎng)所。表1中，I、II 級(jí)危險(xiǎn)場(chǎng)所，為一類防雷場(chǎng)所；III 級(jí)危險(xiǎn)場(chǎng)所和雷達(dá)、指揮儀、導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)等含有電子設(shè)備的防雷場(chǎng)所，為二類防雷場(chǎng)所；除一、二類防雷場(chǎng)所以外的其它場(chǎng)所為三類防雷場(chǎng)所。

表1 軍械倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)環(huán)境等級(jí)劃分

2.3 軍械倉(cāng)庫(kù)的接地電阻要求

一、二類防雷場(chǎng)所的防雷裝置，每一引下線的沖擊接地電阻應(yīng)不大于10Ω；三類防雷場(chǎng)所的防雷裝置，每一引下線的沖擊接地電阻應(yīng)不大于30Ω。共用接地系統(tǒng)的工頻接地電阻應(yīng)不大于10Ω，當(dāng)場(chǎng)所內(nèi)電子信息系統(tǒng)對(duì)接地電阻值有特殊要求時(shí)，可按其要求降低接地電阻值[6]。

一級(jí)防雷建筑應(yīng)采用獨(dú)立的避雷針、接閃線或接閃網(wǎng)，接地電阻應(yīng)滿足沖擊接地電阻不大于10Ω的要求。二級(jí)防雷建筑一般都是保護(hù)接地、防雷接地等多種接地共用接地，按照規(guī)范要求，應(yīng)滿足工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω的要求。

2.4 軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地存在的問(wèn)題

2.4.1 防雷等級(jí)未合理劃分。儲(chǔ)存通用軍械武器裝備或軍械器材的庫(kù)房為二級(jí)防雷場(chǎng)所，防直擊雷宜采用庫(kù)房自身的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿，通過(guò)專設(shè)引下線入地[7]?，F(xiàn)階段部分軍械倉(cāng)庫(kù)未按防雷等級(jí)進(jìn)行合理分類，所有的軍械庫(kù)房均按一級(jí)防雷場(chǎng)所架設(shè)獨(dú)立避雷針，造成了較大的浪費(fèi)，而庫(kù)房自身的防雷接地裝置年久老化，未進(jìn)行及時(shí)檢修，造成了一定的安全隱患。

2.4.2 接地電阻未采用合理的標(biāo)準(zhǔn)值。工頻接地電阻是工頻或直流電流流過(guò)時(shí)的電阻，沖擊接地電阻是雷電流流過(guò)時(shí)的電阻，二者區(qū)別在于電阻在高低頻（直流）狀態(tài)下呈現(xiàn)的特性不同，是兩個(gè)完全不同的概念。在不同的場(chǎng)合，需要檢測(cè)的接地電阻類型和阻值要求也不同。部分防雷檢測(cè)人員或倉(cāng)庫(kù)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)所有庫(kù)房和獨(dú)立避雷針，無(wú)論是共用接地還是獨(dú)立避雷針接地，均未判斷區(qū)分兩者差別，認(rèn)識(shí)極為混亂，與規(guī)范造成了較大的背離。

2.4.3 沖擊接地電阻測(cè)量方法有待進(jìn)一步完善。根據(jù)沖擊接地電阻的定義最大沖擊電壓Um和最大沖擊電流Im可能不出現(xiàn)在同一時(shí)刻，在現(xiàn)有技術(shù)條件下沖擊接地電阻無(wú)法測(cè)量[8]?，F(xiàn)階段雖然有人提出利用較緩的沖擊電流通過(guò)卷積變換得到雷電流沖擊接地電阻[8-9]，但忽略了雷擊時(shí)使得接地體與土壤的接觸電阻大幅度減小的火花效應(yīng)，將雷電接地系統(tǒng)簡(jiǎn)化成線性非時(shí)變系統(tǒng)，測(cè)量精度有待進(jìn)一步考證，應(yīng)用價(jià)值有待商榷。目前依據(jù)規(guī)范[7]將工頻接地電阻換算成沖擊接地電阻的方法具有較完善的理論依據(jù)。

3 軍械倉(cāng)庫(kù)防雷接地電阻的測(cè)量與計(jì)算

3.1 工頻接地電阻的測(cè)量與計(jì)算

二級(jí)防雷軍械庫(kù)房的工頻接地電阻，取雷季中的最大值時(shí)應(yīng)能滿足以下要求：

式中：R—雷季最大工頻接地電阻，Ω；

R0—測(cè)量的工頻電阻值，Ω；

φ—季節(jié)系數(shù)，取值參考表2。

表2 土壤干燥時(shí)的季節(jié)系數(shù)[10]

3.2 沖擊接地電阻的測(cè)量與計(jì)算

獨(dú)立避雷接地裝置的沖擊接地電阻值與工頻接地電阻值的換算，按下式計(jì)算:

式中：Ri—接地裝置沖擊接地電阻值，Ω；

A—換算系數(shù)，其值按圖1進(jìn)行計(jì)算。

圖1中ρ和le的取值為：

圖1 換算系數(shù)A的取值[7]

式中：ρ—雷季最大土壤電阻率，Ωm；

ρ0—測(cè)量的土壤電阻率，Ωm；

le—接地體的有效長(zhǎng)度，m。

4 計(jì)算舉例

4.1 工頻接地電阻的測(cè)量與計(jì)算

將測(cè)量的工頻接地電阻進(jìn)行雷季最大修正，即得到實(shí)際需要的工頻接地電阻，不再贅述。

4.2 沖擊接地電阻的測(cè)量與計(jì)算

圖1只給出了ρ≤100Ωm，ρ=500Ωm、ρ=1000Ωm，ρ≥2 000Ωm 四種情況，對(duì)于其他土壤電阻率取值，需要通過(guò)插值得到，計(jì)算流程如圖2所示。

對(duì)某軍械倉(cāng)庫(kù)的5根獨(dú)立避雷針接地電阻進(jìn)行測(cè)量，在單層土壤條件下，1m埋深,采用雷季最大值修正（季節(jié)系數(shù)根據(jù)土壤條件取1.45），根據(jù)圖2計(jì)算流程運(yùn)用matlab 運(yùn)算軟件進(jìn)行計(jì)算，得到的數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

5 結(jié)語(yǔ)

用接地電阻測(cè)量?jī)x所測(cè)得的結(jié)果是工頻接地電阻，若忽略了它和沖擊接地電阻的差異，就相當(dāng)于提高了對(duì)防雷接地電阻的要求，造成不必要的浪費(fèi)，只有正確理解軍械倉(cāng)庫(kù)的防雷分級(jí)和阻值要求，才有助于指導(dǎo)防雷接地測(cè)量工作。本文為了滿足雷季中土壤電阻率達(dá)到最大時(shí)的要求，考慮了季節(jié)系數(shù)，消除了電阻測(cè)量的偶然性。最后，由于沖擊接地電阻自身的特點(diǎn)，更科學(xué)快速的測(cè)量方法是今后的努力方向。

圖2 計(jì)算流程

表3 計(jì)算結(jié)果