3 防雷設(shè)施的選擇和布置
為簡便起見,本章節(jié)所列建筑物均為爆炸危險環(huán)境建筑物。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(jié)所闡述的建筑物防雷設(shè)施針對前兩種,對于雷電波入侵所采取的措施請參見相關(guān)的技術(shù)文獻。
3.1 接閃器
眾所周知,雷電放電有兩種,一種為云間或云內(nèi)放電;另一種為云對地放電,也就是常說的直擊雷。直擊雷放電主要由雷云負、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(shù)千萬伏甚至上億伏。地面的突出物越高,則產(chǎn)生上行先導需要的平均雷云下電場E0越小,相對放電電流IL越小。
基于上述原由,如果爆炸危險環(huán)境建筑物沒有防雷設(shè)施,則建筑物以下部位易遭受雷擊,如圖3-1所示:
為了保護爆炸危險環(huán)境建筑物避免雷擊放電形成電火花引起爆炸,應設(shè)置接閃器,接閃器由下列一種或多種設(shè)施組合而成:
?。ㄒ唬┆毩⒈芾揍?;
?。ǘ┘芸毡芾拙€或架空避雷網(wǎng);
?。ㄈ┲苯友b在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng),且避雷網(wǎng)(帶)應沿圖3-1所示易受雷擊的部位敷設(shè)。
避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)保護范圍計算有多種方法,一般來說,我們采用“滾球”計算法,其具體計算過程參見《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94。
表3-1 爆炸危險環(huán)境建筑物防雷設(shè)施選擇和布置形式表
防雷設(shè)施/防雷等級 第一類防雷建筑物(滾球半徑30m) 第二類防雷建筑物(滾球半徑45m)
架空避雷網(wǎng) 布置尺寸≤5m×5m或6m×4m 不需要
裝在建筑物上的避雷網(wǎng)(帶) 布置尺寸≤10m×10m或12m×8m
當建筑物太高或其它原因難以裝設(shè)獨立避雷針、架空避雷線、架空避雷網(wǎng)時可以采用這種措施并同建筑物上的避雷針組成混合接閃器,避雷網(wǎng)格布置尺寸如上。
相關(guān)備注: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(fā)生事故時才達到爆炸濃度的通風管、安全閥,接閃器保護范圍可僅保護到管帽,無管帽時可以保護到管口。否則,為了防止接閃器在0區(qū)或1區(qū)接閃以及感應雷在0區(qū)或1區(qū)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,保護范圍見表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(qū)、11區(qū)和2區(qū)爆炸危險環(huán)境的自然通風管
?。ㄒ唬┙饘傥矬w可不裝接閃器;
(二)在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝設(shè)接閃器,并和屋面防雷設(shè)施相聯(lián)。
其它同第一類防雷建筑物。
表3-2 有管帽的管口接閃器的保護范圍裝置內(nèi)的壓力與周圍空氣壓
力的壓力差(kPa) 排放物的比重 管帽以上的垂直高度(m) 距管口處的水平距離
?。? 重于空氣 1 2
5~25 重于空氣 2.5 5
≤25 輕于空氣 2.5 5
?。?5 重或輕于空氣 5 5
布置接閃器時,應該采取表3-1所涉及的措施,使保護范圍更加全面、合理。