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浅谈爆炸性危险环境建筑防雷设施的选择与布置

作者: 发布日期: 2019-06-27 10:28

随着人类社会的不断进步,对闪电的理解不仅限于自然现象的范围。我们今天研究闪电,并使用日益成熟的闪电理论来防止雷击造成的损害。意义重大是可以想象的。在电气工程技术中,爆炸性环境中建筑物必要的防雷设施不容忽视。爆炸危险环境建筑物的防雷因其“特殊性”而受到电气工程技术人员的高度关注。基于相关的雷电理论,本文阐述了防雷设施的选择和布置。我希望借此机会与业界同行讨论。

1简介

随着世界能源和化学工业的发展,电气工程技术人员越来越多地暴露在爆炸性环境中。由于在爆炸性环境中对建筑物的雷击可能导致大功率雷电放电,导致电火花引起爆炸,造成巨大损害和人身伤害,因此有很多例子。对这类建筑采用有效的防雷设施已成为电气工程技术人员的主要任务。这既困难又重要。

2相关概念

《建筑物防雷设计规范》gb50057-94根据建筑物的重量,使用的性质以及雷电事故的可能性和后果,将爆炸性环境中的建筑物防雷分为两类。如表1-1所示

此外,具有爆炸危险的露天钢闭式储气罐属于第二类防雷建筑物。那么,上表中的0个区域(10个区域),1个区域和2个区域(11个区域)如何划分?

2.2爆炸危险环境的分类

(1)在大气条件下,可燃气体或易燃液体的蒸气或雾气与空气形成爆炸性气体混合物;

(3)当材料工作温度高于易燃液体的闪点时,当易燃液体泄漏时,蒸气或雾气可能与空气形成爆炸性气体混合物。

根据以下规定,根据爆炸性气体混合物的发生频率和持续时间对上述爆炸性气体环境进行分类。

(i)爆炸性气体混合物在0区连续或长期出现的环境,或有连续释放源的环境;

(2)在1区正常运行期间可能发生爆炸性气体混合物的环境,或存在第一级释放源的区域;

(3)即使在爆炸性气体混合物存在的短时间内,或存在第二级释放源的情况下,在2区正常运行中不太可能发生爆炸性气体混合物的环境;

(4)通风良好时,应降低爆炸危险区域的水平;通风不良时,应增加爆炸危险区域的水平。

在大气条件下,爆炸性粉尘,易燃导电粉尘,易燃非导电粉尘和可燃纤维与空气形成爆炸性气体混合物。另外,根据爆炸粉尘混合物的频率和持续时间,按照以下规定进行分类。(2)11区有时会积聚累积的灰尘,偶尔会爆炸出灰尘混合物。

如何在这些爆炸性环境中为一级和二级防雷建筑物选择和安排防雷设施?

3防雷设施的选择和安排

为简洁起见,本节中列出的建筑物是具有爆炸性环境的建筑物。此外,还有三次直接雷击,感应雷击和雷电波入侵。本章所述建筑物的防雷设施适用于前两种。有关雷电波入侵的措施,请参阅相关技术文献。

3.1雷电接收器

众所周知,有两种闪电放电,一种是云或云之间的放电;另一种是向地面排放云,这通常被称为直接闪电。直接雷电放电主要由雷云负极形成,正引导电荷被高耸突起的正负引导电荷“中和”,两者之间的电位可高达数千万伏甚至甚至数亿伏特。地面上的突起越高,平均雷电云下的电场e0越小,相对放电电流i1越小。

基于以上原因,如果爆炸危险环境建筑物内没有防雷设施,建筑物的下列部分易受雷击,如图3-1所示。

为了保护爆炸性环境中的建筑物免受雷击和引起爆炸的火花,应提供雷电接收器。雷电接收器应由以下一种或多种设施组装:

(1)独立避雷针;

(3)直接安装在建筑物上的避雷针,防雷带或防雷网,防雷网(带)应放置在易受雷击影响的部位,如图3-1所示。

计算避雷针,防雷带和防雷网的保护范围的方法很多。一般来说,我们使用“滚球”计算方法。具体计算过程请参考《建筑物防雷设计规范》gb50057-94。

(滚球半径30m)

(滚球半径45m)

≤5m×5m或6m×4m

≤10m×10m或12m×8m

(2)屋顶避雷器保护范围外的非金属物体应装有避雷器并连接到屋顶防雷设施。

其他第一类防雷建筑

力差(kpa)

高度(m)

距离

安排雷电接收器时,应采取表3-1中的措施,使保护范围更加全面合理。

此外,当直接雷击雷电接收器时,雷电接收器与受保护建筑物和附属于受保护建筑物的金属物体之间没有等电位测量,以防止雷电接收器产生很大的反击潜力。如图3-2所示的简化模型所理解的,还应保持雷电接收器与这些物体之间的安全距离。表3-3列出了在公式3-2简化后应在项目中采取的防雷雷击距离。

3.2下线

当雷电流通过雷电接收器时,它将通过引下线进入地球“中和”。下导体的合理布局将大大降低雷电过电压。在中国的《建筑物防雷设计规范》中,在下导体的布局中应注意以下几点。用于一种防雷建筑

(1)金属屋顶周围每18~24m应由下导体接地一次; (2)现场浇筑或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面,钢筋应捆绑或焊接成闭环,每18~24m左右应由下导体接地一次; (3)当建筑物上有雷电接收器时,周围与下线之间的距离不超过12米。

适用于二级防雷建筑

浅谈爆炸性危险环境建筑防雷设施的选择与布置

引下线应不小于2,并应在建筑物周围均匀或对称布置,间距不应大于18m。

对于I类和II类防雷建筑物,当不采取等电位措施时,应满足表3-3中列出的引下线的防雷反击距离。

事实上,确保表3-3中列出的安全距离存在一定的困难。因此,对于配备防雷设施的建筑物,当防雷设施不与建筑物内的其他设施和人员隔离时,应采用等电位连接。这也是在工程实践中经常采用的措施。

有关下导体的生产和安装,请参阅相关的国家标准图册。如99d562等。

3.3防雷接地装置

从图3-2和公式3-2可以看出,接地装置的选择和布置可以极大地影响建筑物的防雷效果。对于独立避雷针,架空防雷线或架空防雷网,应有独立的防雷接地装置。 ,应符合表3-3的安全距离。安装在建筑物上的避雷针和防雷网(皮带),接地装置可与电气设备的接地和防雷感应接地相结合,并采取最小接地电阻值。如果没有合并,则必须满足表3-3的要求。安全距离。接地装置的接地电阻值的选择和计算应符合《电力装置的接地设计规范》。

Hx:计算点的高度(m)。

h:支柱高度(m)。

t:避雷针的长度

T1:从防雷网中间最低点到电导体近柱的距离(m)。

n:防雷网11的倍数。

Kc:分裂因子。

[(H + 1/2)<5ri]

Sa1≥0.05ri+ 0.06(H + 1/2)

[(H + 1/2)<5ri]

2.sa2≥(1/N)[0.4ri + 0.03(H + 11)]

[(H + 11)<5ri]

Sa2≥(1/N)[0.1ri + 0.12(H + 11)]

[(H + 11)≥5ri]

(HX <5ri)

Sa3≥0.1(RI + 0.1hx)

(hx≥5ri)

(HX <5ri)

Sa4≥0.075kc(RI + HX)

(HX <5ri)

2.sa4≥0.075kchx

Sel≥0.3kcri

此外,防止直接雷击的人造接地体距离建筑物的入口,出口或人行道不应小于3米。小于3米时,应采取下列措施之一。

(1)水平埋设体不应小于1米深; (2)水平接地体应覆盖绝缘层,应使用50-80mm厚的沥青层,宽度应超过接地体的2m; (3)沥青应粉碎。在石材地面或接地体上方涂上50-80mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体的2m;当防雷接地装置与电气接地装置共用或连接时,低压电力线使用全长电缆或架空线路引入电缆时,建议在主配电箱上安装过电压保护器由电力线引入;当y,yn0或d,yn11型配电变压器在建筑物内或安装在外墙上时,避雷器应安装在高压侧和低压侧。防雷接地装置可采用环形接地装置网络,以减少各种感应过电压。此外,除了平行管道外,连接到防雷接地装置的各种形式的接地不应串联。

有关接地装置的制作和安装,请参阅相关的国家标准图册,如86d563。

3.4特种建筑防雷

露天钢闭式气罐有爆炸危险,当壁厚不小于4mm时,可能未安装雷电接收器,但应接地,且接地点不应小于2;两个接地点之间的距离不应超过30米。抗冲击接地电阻不应超过30米。放电管和呼吸阀应符合表3-1的要求。

4相关原则和结论

在现实生活中,有许多因不当选择和安排防雷设施而造成的损失。例如,1987年7月,在日本茨城县Citadel市一座三层楼房顶部安装的避雷针被雷击,雷电流无法及时传递。这条线冲入地球并形成一个局部潜在的高度。所有室内电气设备都已损坏。如果建筑物是一个爆炸性和危险的环境,其后果是不可想象的。

可以看出,爆炸性环境建筑物必须采用防雷设施,安全可靠,技术先进,经济合理。这也是爆炸性环境中建筑物的防雷设施的原则。

通过对爆炸危险环境中防雷设施的说明和防雷设施选择的原则,笔者认为,爆炸危险区域的准确划分或防雷等级的准确划分是合理选择的出发点。爆炸性环境中的防雷设施。否则,将选择不合理,复杂的防雷设施,人为地提高防雷难度和工程投资。

在规范的情况下,防雷设施应该部署在建筑物本身,这大大降低了达到表3-3中列出的安全距离的难度。

此外,从论文中可以看出,等电位联结是解决表3-3中列出的安全距离的有效方法。在部署防雷设施时,您应该多考虑等电位连接,这样可以降低防雷的难度。提高防雷质量是有益的。在实际工程中,还应根据当地条件,采取当地材料,尽可能使用钢柱引导下导体,并将金属管道排放到隔离气体中。如果安装了防火器,防雷器可以通过管柱直接接地,并且阻力很大。枪械的安装对于工艺行业来说也很容易。

作者也对这类建筑物的防雷保护深感不安。今天,认真考虑这个原因,并努力从中获得一些经验,并借此机会与同事讨论。我想请所有专家批评和纠正,我的心会感激不尽。


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