小型弹药库防雷设计要点

宋文军　厉从明

【摘要】弹药库属于易燃易爆场所，受雷电影响，容易产生安全事故。本文介绍小型弹药库的基本情况，分析雷电危害小型弹药库的主要途径：直击雷危害和闪电电磁感应危害，从新建和已建两方面介绍小型弹药库防雷设计要点，并规范施工，以杜绝或减少雷电对小型弹药库产生的的雷电危害。

【关键词】弹药库；直击雷；闪电电磁感应

引言

弹药库是用于储存弹药一类特殊危险品的仓库，也属于特殊仓库。弹药品具有易燃烧、爆炸等特性，在受热、点火等外来因素的影响，极易引起不安全事故。

雷电是一种极具破坏力的自然现象，其电压可高达数百万伏，瞬间电流更可高達数一百多万安培，容易对弹药库的安全造成危害。

下面介绍小型弹药库的基本情况，分析雷电危害小型弹药库的途径，介绍小型弹药库防雷设计要点，为小型弹药库的防雷提供科学、实用的设计要点。

1、小型弹药库的基本情况

小型弹药库常用于军训、煤矿、交通建设等方面弹药的储存，属于危险品一类仓库。小型弹药库选址通常避开大中城市、工矿基地、重要交通枢纽等人员密集区和交通要道，建筑一般为一层框架或砖混结构，基础为条形或独立基础。

2、雷电危害小型弹药库的途径

根据小型弹药库建设在地理位置偏僻，建筑高度低的特点，危害小型弹药库雷电途径，主要是直击雷危害和闪电电磁感应危害。

2.1直击雷危害

直击雷对弹药库直击雷危害包括：热效应、电效应和机械效应。

雷击产生的热效应，可在雷击点局部的温度产生高达6000～10000℃，甚至更高温度，可使弹药库燃烧或弹药爆炸。

雷击产生的电效应，雷击弹药库时，雷电流通过载流导体产生电动力的破坏作用。

雷击产生的机械效应，雷云放电过程中，放电通道瞬时温度非常高，通道周围的空气急剧膨胀，以超声波速度向四周扩散，形成冲击波，造成弹药库的倒塌。

2.2闪电电磁感应危害

雷击时，雷电通道和雷电防护装置上的雷电流，在冲击接地电阻上产生的电压降，会在建筑物内部导线形成的环路感应出浪涌电压和电流，雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，也使附近导体上感应出很高的电动势。浪涌电压和电动势放电，容易在金属构件上产生火花，造成弹药点火爆炸。

3、新建小型弹药库防雷设计要点

新建的小型炸药库的防雷设计，要充分考虑周围的地理、地质、气象等因素，设计要点如下。

3.1直击雷防护

直击雷防护装置包括：接闪器、引下线和接地装置。

采用装设在建筑物上的接闪器（接闪网、接闪带），沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。根据建筑物防雷技术规范要求，小型弹药库为二类防雷建筑物，应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。

引下线采用建筑的柱内钢筋，柱内钢筋大于或等于φ16时，采用2根为一组引下线；当柱筋大于φ12，小于φ16时，采用4根为一组引下线。宜采用柱内外筋作为引下线，增大引下线与弹药的安全距离。

利用基础内钢筋网作为防雷接地体，建筑基础为条形基础，基础梁钢筋距地面深度大于0.5m时，利用基础梁2根钢筋相互焊通，形成环形电气通路。基础梁距地面深度小于0.5m或无钢筋的闭合条形混凝土基础，应敷设环形人工接地体， 接地体的规格尺寸应按表1规定确定。

利用基础内钢筋网作为防雷接地体，建筑基础为独立基础，采用独立基础与基础梁内不少于2根的钢筋相互焊接，形成电气连通，作为建筑的防雷接地体。

2.2闪电电磁感应防护

为了防止或减少雷电电磁感应对室内弹药的影响，将建筑物框架、混凝土内钢筋、金属门窗、接地体钢筋组成网状法拉第笼，并在室内适当位置预留等电位接地端子，将室内的金属构件与等电位接地端子形成电气连通。

4、已建小型弹药库防雷设计要点

已建没有安装防雷装置的小型弹药库，防雷设计应根据实际情况，设计安装直击雷和闪电电磁感防护装置。

4.1直击雷防护

安装接闪杆进行保护，首先应根据滚球法计算出接闪杆高度，接闪杆的高度依据滚球法计算。

4.1.1单支接闪杆高度计算：

滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪杆或只触及接闪器和地面，而不触及需要保护的部件时，则该部件就得到接闪器的保护，见图1。

滚球半径hr的取值与建筑物防雷类别有关，小型弹药库为二类防雷建筑，滚球半径hr规定为45m。

距地面hr处作一平行于地面的平行线；以针尖为圆心，hr为半径，作弧线交于平行线的A、B两点；以A、B为圆心，hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切；从此弧线起到地面止就是保护范围。保护范围是一个对称的锥体，避雷针在hr高度为XX′平面上的保护半径rx为避雷针轴线至锥体母线交点的水平距离，可按下列公式计算：

4.2闪电电磁感应设计

宜在接闪杆对应的小型弹药库外墙，敷设规格不大于0.1m×0.1m网格的屏蔽层，屏蔽层宽度不少于5米接地一次。

独立接闪杆及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离不应小于3m 。

新建和已建的小型弹药库，若有电气线路引入室内，采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端并宜在防雷区交界处做等电位连接，系统要求只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽或穿钢管敷设，外层屏蔽或钢管按前述要求处理，室内配电箱安装适配的防爆型浪涌保护器。

小型弹药库要求距离周围的大树不应小于5米，距离高压线不应小于15米。

小型弹药库内大的金属构件应与预留的等电位接地端子等电位连接，接地端子的接地电阻值不应大于10欧。

根据小型弹药库的不同情况，采取相应的防雷措施，做到安全可靠、经济合理，保障小型弹药库的防雷安全。

参考文献

[1]林维勇等，建筑物防雷技术规范（GB 50057-2010）.北京：中国计划出版社， 2011

[2]肖稳安，张小青 雷电与防护技术基础. 北京： 气象出版社，2011