《安全管理论文》之对爆炸危险环境中建筑物防雷设计的探讨 VIP免费

对爆炸危险环境中建筑物防雷设计的探讨1引言随着世界能源及化工工业的发展，电气工程技术人员对爆炸危险环境的接触越来越广泛。由于爆炸危险环境的建筑物遭受雷击后，会引发大功率雷电放电，从而形成电火花引起爆炸，造成巨大的破坏和人身伤亡，这样的例子不少。对这类建筑物采取有效的防雷设施业已成为电气工程技术人员的重要任务。这既是难点，也是重点。2相关概念2．1爆炸危险环境建筑物的防雷划分《建筑物防雷设计规范》GB50057－94根据建筑物的重要性、使用性质以及发生雷电事故的可能性和后果把爆炸危险环境的建筑物防雷分为两类。如表1－1所示：表1-1爆炸危险环境的建筑物防雷分类防雷等级/危险区域0区(10区)1区2区(11区)第一类防雷建筑物是电火花容易引起爆炸并造成巨大破坏和人身伤亡者否第二类防雷建筑物是电火花不易引起爆炸或爆炸不致造成巨大破坏和人身伤亡者是另外，有爆炸危险的露天钢制封闭气罐属于第二类防雷建筑物。那么，上表中0区（10区）、1区和2区（11区）又是如何划分的呢？2．2爆炸危险环境的等级划分IEC79-10标准和我国的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058－92对爆炸气体环境做了如下的阐述：（一）在大气条件下，易燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物；（二）闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物；（三）在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体可能泄漏时，其蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物。上述爆炸气体环境根据爆炸气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按照下列规定进行等级分区：（一）0区：连续出现或长期出现爆炸气体混合物的环境，或者说存在着连续级释放源的区域；（二）1区：在正常运行时可能出现爆炸气体混合物的环境，或者说存在着第一级释放源的区域；（三）2区：在正常运行时不可能出现爆炸气体混合物的环境，即使出现也是短时间存在爆炸气体混合物的环境，或者说存在着第二级释放源的区域；（四）当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。我国的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》对爆炸粉尘环境做了如下的阐述：在大气条件下，爆炸粉尘、可燃性导电粉尘、可燃性非导电粉尘和可燃纤维与空气形成爆炸气体混合物。同样根据爆炸粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按照下列规定进行等级分区：（一）10区：连续出现或长期出现爆炸粉尘混合物的环境；（二）11区：有时会将积留下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸粉尘混合物的环境。对上述这些爆炸危险环境的一、二类防雷建筑物，其防雷设施应如何选择和布置呢？3防雷设施的选择和布置为简便起见，本章节所列建筑物均为爆炸危险环境建筑物。另外，雷电的危害主要有三种：直击雷、感应雷和雷电波入侵，本章节所阐述的建筑物防雷设施针对前两种，对于雷电波入侵所采取的措施请参见相关的技术文献。3．1接闪器众所周知，雷电放电有两种，一种为云间或云内放电；另一种为云对地放电，也就是常说的直击雷。直击雷放电主要由雷云负、正先导电荷同地面高耸突出物的正、负先导电荷“中和”而形成，两者之间的电位可高达数千万伏甚至上亿伏。地面的突出物越高，则产生上行先导需要的平均雷云下电场E0越小，相对放电电流IL越小。基于上述原由，如果爆炸危险环境建筑物没有防雷设施，则建筑物以下部位易遭受雷击，如图3-1所示：为了保护爆炸危险环境建筑物避免雷击放电形成电火花引起爆炸，应设置接闪器，接闪器由下列一种或多种设施组合而成：（一）独立避雷针；（二）架空避雷线或架空避雷网；（三）直接装在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网，且避雷网（带）应沿图3－1所示易受雷击的部位敷设。避雷针、避雷带、避雷网保护范围计算有多种方法，一般来说，我们采用“滚球”计算法，其具体计算过程参见《建筑物防雷设计规范》GB50057-94。表3-1爆炸危险环境建筑物防雷设施选择和布置形式表防雷设施/防雷等级第一类防雷建筑物(滚球半径30m)第二类防雷建筑物(滚球半径45m)架空避雷网布置尺寸≤5m×5m或6m×4m不需要装在建筑物上的避雷网(带)布置尺寸≤10m×10m或12m×8m当建筑...