防雷检测技术与检测仪器管理

防雷检测技术与检测仪器管理

林福曜

林福曜

茂名市建设工程质量检测站525000

摘要：防雷检测是遏制重大雷击事故、减免人民生命财产损失的关键环节。由于防雷检测是一项对技术和管理要求很严格的工作，所以本文对防雷检测技术与检测仪器管理进行了探讨。

关键词：防雷检测；检测仪器管理

雷电灾害是一种严重的自然灾害，我国每年因雷击伤亡人数达千人以上，造成的直接损失高达数十亿元以上[1]。为了遏制重大雷击事故并减免人民生命财产损失，必须采取有效的防雷措施。在各种防雷措施中，对防雷装置进行检测是从源头保障防雷措施安全可靠的关键环节。然而，防雷检测是一项对技术、管理要求严格的活动，涉及检测项目设定、检测参数描述、检测标准引用以及检测仪器配置、使用和管理等众多环节[2，3]。同时，由于检测人员素质差别及对技术规范理解不到位，会导致对防雷装置的安全隐患不能及时发现[4]。因此，本文对防雷检测技术与检测仪器管理进行了分析。

1防雷检测技术分析

1.1检测依据与检测项目设置

对于防雷检测来说，首先要明确检测哪些项目，然后选择适合的检测方法，检测之后要判断结果是否合格。《建筑防雷设计规范》（GB50057-2010）将建筑物防雷分为三类，不同类的建筑采取的防雷措施是不相同的，相应的检测项目也有差别，所以接到检测任务后先要明确建筑防雷类别以及防雷设计要求，然后再设定检测项目。设定检测项目时，可结合《建筑物防雷装置检测技术规范》（GB/T21431-2015）第4.1节和4.2节的相关规定决定每个检测对象的检测项目。判断检测结果是否符合要求，可依据《建筑电气工程质量验收规范》（GB50303-2015）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）、《汽车加油加气站设计与施工规范（2014年版）》（GB50156-2012）、《气象台（站）防雷技术规范》（QX4-2015）等标准规范的规定。

1.2检测要求与方法

建筑物检测要求见GB/T21431-2015第5.9节的规定，检测方法如图1所示。通常，接闪器、引下线、等电位连接环（均压环）、接地装置、等电位连接端子箱、等电位体为普通高层建筑必检项目[1]。但对于含电子信息系统的建筑物来说，电涌保护器、屏蔽设备也是必检项目，这类设备易受到雷电电磁脉冲（LEMP）的危害，它是由雷电感应引起的，对电子设备安全影响很大。

由于GB/T21431-2015已对检测方法和要求做了详尽的规定，下面仅对实际工作中会遇到的几个问题进行探讨。

1.2.1接闪器和引下线的检测

GB/T21431-2015中5.2.2和5.3.2两小节分别对接闪器和引下线的检测方法与要求进行了规定，我们知道接闪器和引下线使用一段时间后可能发生锈蚀或其他损坏，这种情况若不就近观察难以获得直观的资料，而且有些建筑物如坡屋顶、高塔等，人员上去会有危险，即使首次检测也不易靠近，但随着无人机在各行各业的广泛应用，这个困难已经可以迎刃而解了。据介绍[5]，采用多旋翼无人机航拍接闪器比人工近前检查效率提高3倍，而对于明敷引下线利用记录的GPS信息可估测线间距，借此判断引下线间距是否满足规范要求。

1.2.2接地电阻的检测

接地电阻的测量方法有两极法、三极法、四极法和钳表法，其中最常用的是三极法和钳表法，GB/T21431-2015附录D给出了三极法的测量方法，其实钳表法更方便，不需要在现场布置电极引线，也不需要断开接地引下线，检测效率是三极法的2～3倍[6]，所以下面介绍钳表法的原理和应用。图2中，为待测接地电阻，为除被测接地线以外的其他接地线接地电阻的并联值，PT、CT分别为电压互感器和电流互感器，、分别为绕在PT、CT钳口内线圈的匝数，为PT在被测接地回路内产生的交流电压。对于这样一个双钳口结构，从电压钳口输入的激励信号耦合至接地网，再由电流钳口对回路中的电流进行测量。为了克服工频干扰，激励信号频率要比工频高一些。

令为PT激励电压，为CT上产生的感应电流，、分别为PT、CT上因磁场泄露形成的损失系数，可导出接地电阻为：

（1）

钳表法可用于单点接地、两点接地和多点接地的接地电阻测量，但在单点接地情形下若没有其他导线与接地点形成回路，应采用辅助导线连接成回路。然而这样测量的电阻可能与实际电阻有一些差别，为此可采用以下方法解决：一是先用三极法测试几个点的接地电阻，再用钳表法测试区域内其他连接情况；二是在模拟接地回路中串接标准电阻进行标定，得到校正系数后再测量实际接地电阻。

1.2.3电涌保护器的检测

根据GB/T21431-2015第5.8.4和5.8.5两小节的规定，电涌保护器（SPD）的检测分为检查和测试两部分，在检查部分中包括主要性能参数的检查，应特别关注的参数是电压保护水平、冲击电流、标称放电电流的选择。

配电室安装的SPD的有效保护电压应低于被保护设备耐冲击电压额定值，但同时应加上20%的安全裕量。例如加油站中的SPD一般会安装在配电室的配电柜内，受到配电柜内布局条件限制，SPD两端引线长度不易控制到足够短，所以必须考虑引线上的压降。通常，规范已规定2.5kV，而=2.5kV，假如SPD两端引线长度为0.5m，压降=0.5m×1kV/m=0.5kV，=0.8×=2kV，=-=1.5kV。如果SPD的>1.5kV，则会造成加油机两端过电压超过而损坏。

根据GB50343-2012表5.4.4，用作Ⅰ级试验的SPD测试，用作Ⅱ级试验的SPD测试。目前，加油站外来供电线路引入配电室的配电柜后再为设备供电，而且线路通常无有效的金属屏蔽层，所以配电柜内应安装Ⅰ级试验的SPD，其（为雷电流，为引入建筑物外来金属管道和线路的总数，为每种线路内导线芯线总根数）。对于三类防雷建筑物，=100A，配电系统采用TN-S制式，=1，=5（三相五芯线），=0.5×100/（1×5）=10kA。若为二类防雷建筑物，=150A，=15kA。实际上加油站配电系统中安装的是Ⅱ级试验的SPD，对应的应至少为40kA或60kA。

2防雷检测仪器管理

2.1检测仪器设备配置

防雷检测仪器设备配置应以满足检测项目技术要求为原则。按照使用性质，检测仪器分为主要仪器设备、辅助仪器设备和业务支撑系统。主要仪器设备包括冲击电流试验系统、组合波发生器、接地电阻测试仪等，辅助仪器设备如测试线套装、对讲机、卫星定位系统等，业务支撑系统如大气电场仪等。需注意的是有些检测机构仪器配置不完善，会影响检测准确性，例如只配了游标卡尺，没配测厚仪，对金属罐体厚度及防腐层厚度无法检测。其他应配而未配的仪器可能有等电位仪、微安计（不是钳式微安计）、大地网接地电阻测试仪、拉力计、激光测高测距仪等。

2.2规范仪器设备购置流程

仪器设备购置应结合当前实际情况和长远规划统筹考虑，避免重复购置，以免资源浪费。仪器设备购置流程为：提出申请→市场调研、购前论证→技术审核→购置审批→采购→仪器安装、调试、验收、建档。

2.3合理使用仪器设备

为了保证仪器设备的可靠运行以及检测结果的有效性和可追溯性，应健全仪器设备使用制度，加强仪器标识管理、配套资料管理、使用授权管理、量值溯源管理、使用期间核查管理、仪器设备异常处置管理、维护维修管理、报废处置管理等。

2.4其他管理要求

防雷检测实验室应加强实验室管理体系建设和检测人员专业技能培训，通过传、帮、带提高人员安全意识和责任意识，并且人员考核合格才能上岗操作。

3结语

雷电灾害是严重的自然灾害之一，目前人类尚无能力控制雷电的发生，只能采取防雷措施，而防雷的根本是确保防雷设施的可靠性，因而加强防雷装置的检测具有十分重要的意义。防雷检测的关键是准确把握规范要求、提高检测技术和管理的水平，本文对此进行分析，可供相关人员参考和借鉴。

参考文献：

[1]李光辉，苏莲萍，段有艳，等.高层建筑物防雷检测技术研究[J].昆明冶金高等专科学校学报，2015，31（1）：19-23.

[2]何庆浩.防雷检测能力认定工作常见问题的分析[J].广东气象，2016，38（4）：67-69.

[3]田德宝，蒋焕宇，徐颖.防雷检测实验室仪器设备的使用与管理[J].实验室研究与探索，2016，35（11）：283-286.

[4]高云鹏.加油站防雷检测相关问题的探讨[J].现代建筑电气，2016，7（11）：50-52.

[5]逯曦，任晓毓，张华明，等.无人机航拍技术在雷电防护中的应用[J].气象科技，2015，43（6）：1176-1180.

[6]陈道辉，彭彪，朱丽媛.广州石化场所防雷检测方法研究[J].贵州气象，2015，39（6）：73-74.