易燃易爆场所独立避雷针检测方法

易燃易爆场所独立避雷针检测方法

摘 要:结合目前易燃易爆场所防雷装置的实际现状, 根据独立避雷针的工作原理, 提出了易燃易爆场所独立避雷针的检测技术和方法, 指出独立避雷针应该计算它到被保护建筑物及其有联系的管道、电缆等金属物之间的安全距离和有效保护范围, 检测接地电阻值, 应具备良好的防腐、焊接效果, 该检测方法为各级防雷检测机构或单位自检提供了借鉴。

关键词:易燃易爆;避雷针;检测

作者简介:宋佰春(1977 -), 男, 山东日照人, 工程师。

《中国土木建筑百科辞典》中避雷针(lightningrod)定义为安装在建筑物最高处或单独设立在杆塔顶上防雷的杆状金属导体, 它可由一根或多根组成防雷保护空间, 安装在比被保护物体高的位置上, 它可以防地面物体免受直接雷击。富兰克林在1753年出版的《PoorRichardsAlmanack》一书中正式宣布了避雷针的发明。加油加气站、液化天然气站、油库、气库、输油管道、阀室、弹药库等易燃易爆场所,如果缺少必要的防雷防静电设施, 将会因雷电灾害 造成重大的经济损失, 也会危及附近居民的生命, 避雷针已经越来越广泛地应用到易燃易爆场所, 它可以保护铁路栈桥、油罐、办公设施等。本文主要介绍易燃易爆场所独立避雷针的检测技术和方法。

1 独立避雷针的工作原理

到目前为止还没有任何一种装置和方法能阻止雷电的产生, 也没有能阻止雷击到建筑物上的器具和方法, 采用金属材料拦截雷电闪击, 使用金属材料将雷电流安全地引入并泄入大地, 是目前唯一有效的外部防雷方法, 自富兰克林通过风筝试验发明避雷针以后, 避雷针已经成为规范化的、普遍采用的常规避雷手段。独立避雷针系统属于结构最简单的防雷装置, 它也是由接闪器、引下线和接地装置组成的。针状接闪器是直接承受雷电的部分, 须高出被保护物体,当雷云的下行先导向地面上被保护物体发展时, 处在高处的避雷针率先将先导引向自身, 使雷击发生在接闪器上, 让强大的雷电流经引下线和接地体卸入大地, 从而使被保护物体免遭直接雷击。避雷针的真正作用是吸引雷电而不是排斥或躲避雷电, 是 让自身遭受雷击来换取其下面的物体得到保护。独立避雷针一般适用于保护易燃易爆场所那些比较低矮的地面建筑物, 特别适合于保护要求防雷引下线与内部各种金属管道隔离的建筑物。

2 独立避雷针检测、检查内容

2.1 独立避雷针与被保护建筑物之间的安全距离

装设独立避雷针一般是第一类防雷建筑物防直击雷的措施, 它到被保护建筑物及其有联系的管道、电缆等金属物之间应该有足够的安全距离, 应计算是否符合下列表达式的要求, 但不得小于3m, 是为了防止独立避雷针遭直击雷击时对被保护物的反击: 地上部分:hx<5Ri时, Sa1≥0.4(Ri+0.1hx) (1)hx≥5Ri时, Sa1≥0.1(Ri+hx) (2) 地下部分:Se1≥0.4Ri (3)式中:Sa1 ———空气中距离, m; Se1 ———地中距离, m;

Ri———独立避雷针接地装置的冲击接地电阻, Ψ;

hx———被保护易燃易爆场所的高度, m。

独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口等的距离也应不小于3m, 当小于3m时,应采取均压措施或铺设卵石或沥青地面。

2.2 独立避雷针材料指标的检测

接闪器可采用圆钢或焊接钢管制成, 其直径不小于表1给出的数据, 引下线通常采用圆钢或扁钢,圆钢直径不小于8mm, 扁钢的截面不小于48mm2 且厚度不小于4mm, 避雷针的垂直接地体一般采用角钢、钢管和圆钢, 水平接地体可采用扁钢和圆钢, 接地体采用的圆钢直径不小于10mm, 扁钢的截面不小于100mm2 且厚度不小于4mm, 角钢厚度不小于4mm, 钢管的壁后不小于3.5mm。

表1 避雷针接闪器最小直径 直径 针形

圆钢(mm) 钢管(mm) 针长1m以下12 20 针长1 ～ 2m 16 25 烟囱顶上的针20 40

2.3 独立避雷针保护范围的计算

在易燃易爆场所中不能光看到有避雷针就认为是合格, 实际检测工作中, 首先要计算一下独立避雷针的保护范围, 看避雷针是否能有效保护需要保护的建筑物, 《建筑物防雷设计规范》GB50057 -94(2000年版)对此已作出明确的规定, 用滚球法确定避雷针的保护范围。当避雷针的高度h≤hr时, 据地面hr处做一平行于地面的平行线, 以针尖为圆心, hr为半径作弧线交于平行线上两点, 以这两点为圆心, 以hr为半径作弧线, 该弧线与针尖相交并 于地面相切, 此弧线起到地面止, 就是独立避雷针的保护范围, 见图1。

图1 独立避雷针保护范围图示

它是一个对称的曲面锥体, 可以用下列公式确 定:

rx = h(2hr-h)- hx(2hr -hx) (4) r0 = h(2hr -h) (5)

式中:rx———避雷针在hx高度的xx′平面上的保护半 径, m;

hr———滚球半径, m;

hx———被保护物的高度, m;

r0 ———避雷针在地面上的保护半径, m。 若单支避雷针的高度大于滚球半径, 则避雷针 在地面上的保护半径等于滚球半径, 即ro=hr。 2.4 独立避雷针接地装置的检测

独立避雷针应有独立的接地装置, 每一根引下线冲击接地电阻不宜大于10Ψ, 在土壤电阻率高的地区, 可适当增大冲击接地电阻, 可用3151B、4102等型号接地电阻测试仪进行测量。 2.5 独立避雷针焊接、防腐检测

避雷针接地体的焊接采用搭接焊, 不准使用对接焊, 搭接长度要符合扁钢是其宽度的两倍(且至少三个棱边焊接), 圆钢与圆钢搭接时, 双面焊时其搭接长度应不小于圆钢直径的6倍, 单面焊则搭接长度应不小于圆钢直径的12 倍, 圆钢与扁钢连接时, 搭接长度亦为圆钢直径的6倍, 焊接固定的焊缝应饱满无遗漏。避雷针接闪器与引下线之间的连接应采用焊接, 避雷针的引下线及接地装置使用的紧固件均应使用镀锌制品, 当采用没有镀锌的地脚螺栓时, 应采取防腐措施。避雷针还应在表面热镀锌或涂漆, 在腐蚀性较强的场所, 还要采取加大其截面或其他防腐措施。接闪器腐蚀残存截面积不应小于原截面积的三分之二。 2.6 其他

独立避雷针上严禁悬挂电话线、广播线、电视接收天线及低压架空线等。接闪器不应有明显机械损伤、断裂及严重锈蚀现象。

3 检测周期

对既有的防雷装置实行定期检测制度, 每半年检测一次, 宜在每年的2至4月__________和8至10月各检测一次, 对防雷装置存在安全隐患的场所, 实行不定期检测制度, 每次雷击后要进行目测检查。

4 检测注意事项

(1)防雷装置接地电阻的测试, 应在非雨天和土壤未冻结时检测, 禁止在地面有积水的情况下进行接地电阻的测试, 现场环境条件应能保证正常检测。

(2)在检测易燃易爆场所的防雷装置时, 严禁带火种、无线电通讯设备;严禁吸烟, 不应穿化纤服装, 禁止穿钉子鞋, 现场不准随意敲打金属物, 以免产生火星, 造成重大事故。应使用鉴定有效期内的防爆型检测仪表和不易产生火花的工具。

(3)应具备保障检测人员和设备的安全防护措施, 雷雨天应停止检测, 攀高危险作业必须遵守攀高作业安全守则。检测仪表、工具等不能放置在高处,防止坠落伤人。 (4)检测时, 接地电阻测试仪的接地引线和其他导线应避开高、低压供电线路。

(5)要经常检查避雷针的电气连续性、腐蚀情况和机械损伤, 若有损伤要及时修复。

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