建筑燃气供应防雷技术的应用与分析

2016-03-16梁道峰

环球市场 2016年9期

关键词：扁钢圆钢燃气管

梁道峰

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建筑燃气供应防雷技术的应用与分析

梁道峰

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燃气作为一种清洁的能源，在建筑中用于人们的生活是必不可少的。但高层建筑燃气供应过程中，具有一般建筑所不具有的特殊性。特别是安全性问题十分突出。因此，提高建筑燃气供应防雷技术水平具有十分重要的意义。

建筑燃气供应；防雷技术

一、雷电对高层建筑燃气工程的危害

1、直击雷危害。大气中带有电荷的云层（雷云）对地电压可高达几亿伏，当雷云与建筑物、架空设备或防雷装置等地面突出物之间的电压达到电流在空气中的击穿电压时，就会发生迅猛放电，这种放电现象称为直击雷。直击雷击中地面物体时，强大的雷电流转变成热能。雷击放电的电量大约为25～100C。据此估算，雷击点的发热量大约500～2000J。该能量可以熔化50～200mm3的钢材。因此雷电流的高温热效应将会击穿燃气管道壁，造成燃气泄漏并随之形成燃烧或爆炸事故。

2、感应雷危害。感应雷也称为雷电感应或感应过电压，是附近某处落雷而引起的电磁作用结果。它分为静电感应雷和电磁感应雷。电磁感应雷是，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近形成了一个很强的感应电磁场，这个强磁场在附近的金属导体包括燃气管道内感应出电势，而在导体回路缺口处引起火花，又或者使周围的燃气管道产生感应电流，从而产生大量的热而引起火灾。

3、雷电波侵入危害。敷设在室外的燃气管道，最终都须接入户内，为燃气具供气，当建筑外墙敷设的金燃气道直接受到雷击或因附近落雷而感应出高电压时，如大量的电荷不能中途迅速入地，就会形成雷电冲击波沿管道传播侵入室内，造成人员遭受雷击、设备损坏或火灾。

二、建筑燃气供应防雷技术的应用

1、防雷电直击（侧击）技术。一些燃气管道（以下简称管道）沿建筑物外墙敷设至屋顶，再分别进入燃气用户。为了防止雷电侧击，沿外墙的管道应每隔12m做一次防雷接地。如果有条件可安装主动式防雷装置，最大限度地减少雷电直击管道。

通常建筑物的燃气设备（如燃气锅炉）安装在建筑物内，但有时也会安装在屋顶。由于燃气锅炉的烟囱及放散管均直接裸露在屋顶，根据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—94）、《城镇燃气设计规范》（GB 50028—93）和《城镇燃气室内工程施工及验收规范》（CJJ 94—2003）等要求，必须在烟囱及放散管的上方采取防护直击雷的措施，即在安全距离范围内安装避雷针、架空避雷线或架空避雷网，使设备在其防雷保护范围内。

2、防雷电波侵入技术。管道进出建筑物应采取雷电波侵入的防护。对于雷电波侵入防护，应在管道进入室内处做好绝缘技术处理，即在管道入户处采用绝缘管道或在法兰盘处做绝缘处理。

如果设备的排烟管或放散管不在建筑物的防雷保护范围内，应在排烟管或放散管处加装阻火器或燃气管道防雷绝缘接头，并对管道防雷绝缘接头两端的金属管道做好接地处理。通常绝缘接头采用PE管，PE管具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长（约50a）等优点。

3、防雷电感应技术。管道无论安装在建筑物内还是建筑物外，都要保证与相邻管线和设备有一定的安全距离，因为雷电感应会影响相邻管线的安全；沿建筑物外墙敷设的管道距门窗的净距为：中压管道不应小于0.5m，低压管道不应小于0.3m。考虑到管道在环境温度下的极限变形和静电防护，当管道与其他管线一起敷设时，应敷设在其他管线的外侧。

当管道绝缘连接时，由于室内管道的静电无法消除，极易产生火花引起事故，因此必须接地。绝缘段后端进入室内的管道应与建筑物内部的防雷结构钢筋作等电位技术处理，确保管道上可能感应的雷电流经内部结构钢筋散流。

如果管道的法兰盘、阀门接头之间生锈腐蚀或接触不良，即使在电流幅值相当低（10.7kA）的情况下，法兰盘间也能产生火花。对于可能遭受雷电静电感应的管道，每隔20～25m应设防雷电感应接地，接地电阻不应大于10Ω；在管道的分支处，应设防静电接地，接地电阻不应大于30Ω。

4、防雷击电磁脉冲技术。雷击电磁脉冲的防护主要是考虑燃气设备间的用电安全。因此必须根据燃气设备间的危险区域划分进行分级防护。如果设备间设置在屋顶上，必须进行屏蔽化处理。建构筑物电源系统应进行三级电涌保护器防护，并为燃气设备间的电源安装防爆阻燃电涌保护器。

三、建筑燃气工程防雷接地施工工艺

1、屋顶然气管道的防雷接地设置在屋顶防雷保护的范围内。防雷接地做法，是用HPB235φ8镀锌圆钢或Q235-25*4扁钢将然气管道屋顶避雷网连接，而且连接点不少于两个，每隔30m连接一处，法兰，阀门及配件均用BVR-6平方毫米铜导体线，其跨接电阻不大于0.03，屋顶调压箱要与避雷网或燃气管道相连。在室外敷设天然气管道应有可靠的防雷保护装置，防雷保护装置在进出建筑物的燃气管道的进出口处。

2、沿着屋顶明敷设然气管道，不可以布置在屋檐、檐角、屋脊等容易遭受雷击的部位，钢质管道可以不用装接闪器，但必须接触面顶的防雷装置，每25m至少与建筑物避雷网采取不小于8mm镀锌圆钢或截面积不小于48mm2扁钢连接，并且厚度不小于4mm。

3、沿屋顶明敷或沿高层建筑外墙敷设钢质管道壁厚不小于4mm，管道的每部分的接地电阻不应大于10Ω。一般情况下，如果室外用管壁较薄的钢质管道，被雷击后很容易发生高温热熔而穿孔漏气，如果管道接地电阻过大，则雷电流不能通畅导入地面。

4、燃气立管如果在建筑物外墙，每根都必须有防雷接地装置。对于建筑物外墙的燃气立管防雷，《城镇燃气防雷技术规范》QXT109要求比其他技术标准更为严格。但是这些规定在目前的一些设计或建筑的燃气工程中执行并不严格。其结果将不可避免地导致管道没有安装防雷装置或设备安装不完全符合技术标准。

5、管道和设备的防雷引下线通常优先采用圆钢，也可用于扁钢，圆钢直径不大于8mm扁钢截面尺寸不小于48mm2，管道及设备与引下线要焊接。引下线可与建筑物的接地装置直接焊接，然后用沥青进行防腐。敷设人工接地装置，垂直接地体多数用角钢，钢管，或圆钢，水平接地体则多数用扁钢或圆钢，焊接长度和面数要满足规定需求。