对两起雷电灾害事故案例分析

(整期优先)网络出版时间:2011-04-28
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引言
2003年6月23日20时10分,位于鹤岗市绥滨县绥东国家粮食储备库230号穴囤遭雷击,致使49座水稻穴囤被直击雷击中起火燃烧,大火借助4-5级东南风迅速蔓延,过火穴囤大部分是囤帽和拉围。其中,有6个穴囤在抢救时被救火人员扒倒,经各方面全力扑救,大火于24日凌晨2时11分被扑灭,整个灭火过程历时6个小时,直接经济损失19.03万元。其中:材料损失3.43万元(49个钢筋囤,每个穴囤资材700元);水浸粮降等贬值损失3万元(总计1000吨,每吨30元);火烧粮损失10.80万元(6个穴囤120吨,每吨900元);其它43个穴囤,损失1.8万元(粮食20吨,每吨900元)。
2003年6月9日15时30分,鹤岗市广播电视局五指山转播台遭受雷击,损失MMDS传输系统3套,300W发射机一台、录像机2台、电视机4台,直接经济损失20万元。
一、绥滨县绥东国家粮食储备库
1、基本情况
绥滨县绥东国家粮食储备库位于绥滨县二九O农场东南部,水稻穴囤最高点14米,直径8米,储备库占地面积20万平方米,共储存粮食6 万吨。整个粮食储备库无防直击雷措施。
2、事故原因分析
本次雷击事故主要是由于球形雷直接击中储粮穴囤造成起火燃烧的。球形雷到底是什么,它是怎样形成的,截止到目前仍然是众说纷纭,这种雷击灾害发生的机率很小,由于它多出现在雷雨天气,而且又有爆炸的现象,所以到现在还没有一种学说完满解释这种现象。但是,绥东粮食储备库无直击雷防护措施,是此次雷击灾害最重要和最直接的原因。
绥东国家粮食储备粮库建在平原上,四周没有高大建筑物,而粮库内相对较高的水稻穴囤就很容易受到雷击,加之,今年我市遇到了50年来最严重的春、夏连旱,水稻穴囤是草质材料,又有4-5级东南风配合,更加加剧雷击引起火灾的危险。
3、整改和防范建议
设立避雷针、线或网,并有良好的接地,那么,此次雷击灾害引起的火灾是完全可以避免的。按《GB50057-94》规范要求设立避雷装置是必然也是必须的,是绥东国家粮食储备库当务之急,亡羊补牢,未为晚也。
二、鹤岗市广播电视局五指山转播台
1、基本概况
鹤岗市广播电视局五指山转播台,位于鹤岗市南山区五指山上,拔海高度263米,站区面积400平方米,站区东侧20米,建有70米高的发射塔,有线桥连接机房和发射塔,站区北侧25米处有一站用变压器,接地电阻为12.0欧姆,机房用电采用地埋式引入。
机房在二楼,电源供电制式为TN-C系统,机房面积120平方米并设有专用配电柜,配电柜加装了80KA、波形为8/20、型号OBO的浪涌抑制器。传输机房和发射机房用铝合金玻璃和主机房隔断,传输机房安装有3套MMDS有线电视传输系统;发射机房安装发射功率300W的发射机两台,其中一台为备用发射机。
根据我们现场实际勘察分析,MMDS传输系统的机柜电源相线保险正常,中性线保险被击飞,因而可以断定传输系统故障部位主要是在电源部分,是感应雷雷击造成的。
300W发射机电源线路损坏,连接该发射机的电源相线短路,致使发射机主线路板被感应雷击穿而损毁。
2台录像机和4台电视机,则是由于球形雷通过没有关闭的窗户进入室内,在主机房内移动到正在开机工作的录像机和电视机旁突然爆炸消失,致使录像机和电视机开放性损毁不能使用。
2、事故原因分析
我们认为这次事故是雷电感应和球形雷爆炸造成的。首先,机房没有完善的防感应雷设施;机房电源没有防雷接地;没有等电位连接系统;没有屏蔽措施。其次,机房配电柜虽然安装了浪涌保护器,但是无防雷接地,所以浪涌保护器形同虚设,根本没有起到保护作用。第三,由于损毁的仪器均为微电子设备,说明雷电感应能量不大,并且都是通过中性线进入设备的。
由于五指山转播台位于五指山山顶上,雷电发生时机房窗户没有关闭,球形雷通过窗户的缝隙进入室内爆炸最终导致录像机和电视机开放性损毁不能使用。
3、整改和防范建议
根据规范要求,电源线路必须合理加装浪涌抑制器。该转播站建设较早,虽然有电源浪涌抑制器,但按《GB50057-94》规范的要求,对雷电感应的防护明显是不够的,该站转播台电源系统至少应安装三级雷电防护避雷装置,三级保护完成后,能够为系统设备的电源输入端提供安全、可靠的用电环境。并有等电位和屏蔽措施。
五指山转播台转播设备及供电设备的正常不带电的金属部分、转播设备所安装浪涌抑制器的接地端,均应作保护接地,严禁作接零保护,其接地线截面积应不小于35 平方毫米,材料为多股铜线。站区严禁架设架空缆线。机房内的走线架应每隔5米作一次接地。走线架、吊挂铁件、机架(或机壳)、金属通风管道、金属门窗以及其它金属线,均应良好接地并相互连通。微波天线的馈线及塔灯馈线的金属外保护层,应在顶端及进入机房入口处的外侧就近接地。经走线架上塔的天线的馈线,应在其转弯处上方0.5-l米范围内作良好接地;在进入机房入口处应与地网就近引出的接地线连通。塔灯电源的每根相线均应在机房入口处分别加装浪涌抑制器,零线直接接地。微波天线应在避雷针保护范围内。避雷针与引下线应可靠焊接连通,引下线材料为40毫米×4毫米镀锌扁钢。引下线在地网上连接点与接地引入线在地网上连接点之间的距离宜不小于10米。微波机房屋顶应设避雷网、其网格尺寸不大于3米×3米,且与避雷带焊接连通。微波机房四角应设雷电流引下线,其上端应与避雷带、下端应与地网焊接连通。机房屋顶上其他金属设施亦应分别就近与避雷带焊接连通。当转播台天线铁塔位于机房旁边时,铁塔地网与机房地网之间,应每间隔3-5米相互焊接连通一次(至少有两处相互连通),铁塔四脚座与其地网就近焊接连通。 当微波站天线铁塔位于机房屋顶时,其四脚应在屋顶与雷电流引下线分别就近连通。接地体必须符合规范要求。

根据雷电与避雷工程的原理:防范球形雷的最佳方法是在雷雨天不要打开门窗;在烟囱和通风管道处,装上网眼不大于4平方厘米,导线粗约2~2.5毫米的接地金属丝、保护网,并且接地良好,这样就可以减少球形雷的危害。
通过上述两个案例,我们必须清醒的认识到雷电安全责任重于泰山,稍微的疏忽必将带来可怕的后果。
[参考文献]
[1]《雷电与避雷工程》
[2]《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
[3]《雷电电磁脉冲防护》(IEC1312-1-3)
[4]《现代防雷技术基础》
(作者单位:1.黑龙江省鹤岗市公安消防支队鹤东分局大队,2.黑龙江省鹤岗市气象局防雷办)