搅拌站雷电防护设计浅析.docx
搅拌站雷电防护设计浅析于瑞平陈勇伟王成芳甘肃民安现代防雷技术有限公司甘肃省气象服务中心江西省气象局在我国基础行业与建筑业的发展过程中，搅拌站在各项工程项目中得到广泛应用，搅拌站主体多为金属框架结构，且多安装于野外空旷地带，极易遭受雷击，导致设备损坏或造成人员伤亡。因此，做好混凝土搅拌站的雷电防护工作尤为重要。本文通对案例的综合分析，说明沥青搅拌站防雷设计的重要性，供广大防雷同仁参考。1概述临合高速1标段沥青搅拌站主要包括沥青工艺生产区与LNG液化天然气储存罐区，因搅拌站主体均为金属结构，位于野外空旷地带，非常容易遭到直接雷击，闪电发生时，直击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射。由于搅拌站采用计算机自动化控制，集成度和自动化程度高，设备对雷电电磁脉冲和电压过电流的耐受能力很低，容易遭受雷击损坏。轻则损坏设备，影响生产进行。重则造成火灾和人员伤亡，出现重大安全事故1。因此，为了保护生产区内人员的安个及保证生产的顺利进行，搅拌站防雷系统应具备防直接雷击和感应雷击的能力和措施。2雷电防护原理(1)直击雷：直击雷防护采用外部避雷系统：由避雷针、避雷带(避雷网)、引下线、接地体构成，需要定期检查检测，防止雷击产生的巨大能量直接作用在建筑物上而引发破坏性事故。(2)感应雷：感应雷防护采用SPD防雷系统，将可能遭受雷电感应并产生雷击浪涌的线路进行必要的屏蔽、接地和等电位连接，防止电源线路中过电压对线路板、集成芯片的损坏以及对人员的闪击，同时保护数据及资料的完整性。3气候与环境3.1 我国气候特征中国幅员辽阔，跨纬度较广，距海远近差距较大，加之地势高低不同，地形类型及山脉走向多样，因而气候受大陆、大洋的影响非常显著,是世界上季风最典型、季风气候最显著的地区。中国的气候具有夏季高温多雨、冬季寒冷少雨、高温期与多雨期一致的季风气候特征。从气候类型上看，东部属季风气候，西北部属温带大陆性气候，青藏高原属高寒气候。从温度带划分看，有热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带和青藏高原区。从干湿地区划分看，有湿润地区、半湿润地区、半干旱地区、干旱地区之分。而且同一个温度带内，可含有不同的干湿区；同一个干湿地区中又含有不同的温度带。因此在相同的气候类型中，也会有热量与干湿程度的差异。地形的复杂多样，使气候更具复杂多样性。中国年降水量空间分布的规律是：从东南沿海向西北内陆递减。各地区差别很大，大致是沿海多于内陆，南方多于北方，山区多于平原,山地中暖湿空气的迎风坡多于背风坡。3.2 临夏气候条件与雷电环境临夏回族自治州平均海拔2000m,大部分地区属温带大陆性气候，年平均气温6.3t,降雨量537毫米，无霜期为157天。根据甘肃省闪电定位系统资料，临夏回族自治州2000年8月至2022年5月的雷电环境为：临夏回族自治州的雷电天气出现于每年的4月至10月中旬期间，且在5月中旬、8月到9月中旬为雷电的高发期；每月的5号到10号、14号到22号为雷电的高发期，同时在雷电季节每天都有雷暴活动发生；临夏回族自治州的雷电流强度主要分布在20kA12OkA之间，雷电流强度最大值则达到460kA0从以上闪电资料分析中可以看出，临夏回族自治州的雷电高发期也是本地工业、农业和人们生产活动的主要时间段，因此雷电可能对人们的人身安全、财产安全与大型设备带来一些危害。3.3 临合高速1标段沥青搅拌站区地质条件临合高速1标段沥青搅拌站地处甘肃省临夏回族自治州，为青藏高原、黄土高原和秦岭山脉的交汇地带。部分路段相对高差大，山体破碎、风化严重，滑坡、泥石流、崩塌发育。地层以二叠系板岩及三叠系砂岩、板岩为主，地质构造复杂，发育一系列压扭性断层。4防雷方案的设计及依据4.1设计内容根据现场勘查与临合高速1标段项目部负责人员的介绍，临合高速1标段沥青搅拌站的防雷工程设计内容如下所示。（1）搅拌站沥青工艺生产区直击雷防护装置避雷针1支、接地网1个阻值为10o(2)搅拌站总配电室、分配电室公用接地网1个阻值为4,其中在总配电室安装一级电涌保护器(Uc=385V,In=60kA,Imax=100kA,Up3.OkA);分配电室安装第二级电涌保护器(Uc=385V,In=40kA,Imax=65kA,Up2.5kA)o(3)搅拌站LNG液化天然气储存罐区安装独立避雷针1支、避雷针接地网1个阻值为10。，LNG液化天然气储存罐区接地网1个阻值为4o建筑物防雷设计规范(GB50057-2022)2；建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2022)；爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-92)3；民用爆破器材工厂设计安全规范(GB50089-2022)；爆炸和火灾危险环境防雷装置检测技术规范(QXT110-2022)o4.2 设计依据4.3 设计方案(1)搅拌站沥青工艺生产区直击雷防护设计。搅拌站沥青工艺生产区的主要设备有沥青罐6个高度3m；矿粉罐1个高度31米；排粉罐1个高度为18mo根据现场勘查情况，在沥青工艺生产区矿粉罐顶部安装1支高为5m的避雷针，于搅拌站外侧空闲地面处安装1组接地网，接点电阻为10o搅拌站的所有罐体、沥青罐与金属部件均应进行接地，且接地点不少于2处。接地材料选用接地模块，搅拌站沥青工艺生产区接地网总计需安装6块接地模块。(2)搅拌站配电室雷电防护设计。搅拌站总配电室均无接地，且总配电室没有安装电涌保护器。根据现场对搅拌站的供配电室的勘查情况，本次设计中在搅拌站总配电室安装第一级电涌保护器(参数：Uc=385V,In=60kA,Imax=100kA,Up3.OkA),分配电室安装第二级电涌保护器(参数:Uc=385V,In=40kA,Imax=65kA,Up2.5kA);两个配电室安装一组公用地网阻值为4。，共计需安装10个接地模块。(3)LNG液化天然气储存罐区直击雷防护设计。搅拌站LNG液化天然气储存罐区天然气罐体与其它设备均无接地，且无直击雷防护装置。本次设计中在搅拌站LNG液化天然气储存罐区安装一座高度为26米的避雷塔，避雷塔接地电阻为10,需安装6块接地模块；在LNG液化天然气储存罐区安装1组地网，阻值为4,需安装10块接地模块。在罐区车道处安装防静电球与接地端子各1个，LNG液化天然气储存罐区罐体与所有设备均与罐区地网进行接地，且接地点不少于两处。5结束语该防雷工程位置空旷，发生雷击的可能性极大，通过本方案的设计施工，两年来的运行实践，效果良好，有力的保障了生产运行，经济效益明显，为沥青搅拌站防雷设计做了有效铺垫。
