37高炮作業(yè)平臺(tái)的雷電防護(hù)

張強(qiáng)宜，李舟鑫，姜黔龍，李 迪

(1.貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400;2.四川省巴中市氣象局，四川 巴中 636600)

1 引言

貴州省開展人工影響天氣作業(yè)已有30多年時(shí)間。該項(xiàng)工作的開展，為保障人民群眾財(cái)產(chǎn)安全特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極的作用。全省共有人工影響天氣作業(yè)站點(diǎn)460多個(gè)，黔西南州目前就有人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)近54個(gè)，作業(yè)點(diǎn)都位于強(qiáng)對(duì)流天氣高發(fā)區(qū)的冰雹路徑上，主要設(shè)施有彈藥庫、高炮、通訊設(shè)備、營房。作業(yè)時(shí)間集中在每年3—9月這段冰雹、雷電高發(fā)期，加之37高炮陣地四周500 m范圍內(nèi)無建構(gòu)筑物，站點(diǎn)四周空曠，因而存在重大雷電安全隱患。然而，37高炮陣地不屬于《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057－2010規(guī)定的防雷建構(gòu)筑物，使得各地在采取雷電防護(hù)措施方面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，為此，本文在分析37高炮陣地雷電危害風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)上，提出其雷電防護(hù)措施，期望最大限度地確保作業(yè)人員和設(shè)施的防雷安全。

2 37高炮陣地概況

37高炮作業(yè)平臺(tái)為一直徑6 m的圓形臺(tái)面，底座離硬化水泥地面0.6 m，炮管長2.6 m，當(dāng)高炮炮管處于45°射擊角度時(shí)，炮管管口離地3.5 m;炮管處于50°射擊角度時(shí)，炮管管口離地3.7 m;炮管處于60°射擊角度時(shí)，炮管管口離地3.9 m，當(dāng)高炮炮管處于最大仰角85°度時(shí)，炮管管口離地4.2 m。

按照QX/T 17－2003《37 mm高炮防雹增雨作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》，37高炮作業(yè)平臺(tái)距離作業(yè)點(diǎn)營房不小于30 m，距離彈藥庫不小于50 m，因此，營房的防雷裝置、保護(hù)彈藥庫的獨(dú)立避雷針不能對(duì)高炮作業(yè)平臺(tái)提供直擊雷擊防護(hù)。

3 37高炮陣地雷電危害

3.1 直擊雷擊

在沒有獨(dú)立避雷針保護(hù)的情況下，37高炮類似于一只避雷針，炮管一般處于0°～60°之間，根據(jù)中國氣象局發(fā)布的全國年平均地閃密度分布，貴州為10.4次/km2，以炮管管口處于60°為例，37高炮可能遭受的年平均預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為:

由上可知，37高炮在沒有直擊雷擊防護(hù)措施的情況下，平均每十年可能遭受約4次雷電流直擊雷擊。

假如37高炮接地電阻為4Ω，以貴州省雷電平均地閃強(qiáng)度34.5kA為例，該強(qiáng)度的雷電流直接擊在37高炮上時(shí)，37高炮作業(yè)平臺(tái)的瞬時(shí)雷電沖擊電位為:

3.2 感應(yīng)雷擊

37高炮作業(yè)平臺(tái)是一個(gè)金屬物體，沒有任何電源、信號(hào)線路，不存在雷擊電磁脈沖危害，可能出現(xiàn)的僅是雷電靜電感應(yīng)，將作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行接地處理，接地電阻小于10Ω，在接地良好的情況下，37高炮作業(yè)平臺(tái)不會(huì)出現(xiàn)遭受感應(yīng)雷擊情況。

4 37高炮雷電防護(hù)

37高炮作業(yè)平臺(tái)不存在感應(yīng)雷擊的風(fēng)險(xiǎn)，因此，其雷電防護(hù)的重點(diǎn)在于直擊雷防護(hù)。參照GB50057－2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合人影作業(yè)實(shí)際情況，將作業(yè)平臺(tái)確定為第二類防雷構(gòu)筑物，在作業(yè)平臺(tái)附近離開平臺(tái)邊沿不小于3 m遠(yuǎn)的位置設(shè)置獨(dú)立避雷針，為37高炮作業(yè)平臺(tái)提供直擊雷擊防護(hù)，避雷針具體高度根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。

為37高炮作業(yè)平臺(tái)安裝獨(dú)立避雷針，可能閃擊到作業(yè)平臺(tái)的直擊雷電流幾乎全部被避雷針攔截，當(dāng)避雷針接閃雷擊電流時(shí)，在其接地裝置附近將出現(xiàn)瞬時(shí)雷電流跨步電壓，可能造成作業(yè)人員遭受跨步電壓危害。因此，避雷針接地裝置的設(shè)計(jì)與施工除應(yīng)符合GB50057－2010規(guī)定外，避雷針與作業(yè)平臺(tái)之間地面必須采取硬化措施:敷設(shè)厚度不小15 cm的水泥地面，同時(shí)在避雷針2.7 m以下至地面之間，應(yīng)按照GB50057－2010規(guī)定采取防接觸電壓措施。

5 結(jié)束語

①37高炮作業(yè)平臺(tái)不屬于GB50057－2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中構(gòu)筑物，實(shí)際工作中可參照第二類防雷建筑物防雷措施規(guī)定，為其設(shè)置獨(dú)立避雷針進(jìn)行直擊雷擊防護(hù)。

②37高炮作業(yè)平臺(tái)與獨(dú)立避雷針之間地面，應(yīng)敷設(shè)厚度不小于15 cm的水泥硬化地面，預(yù)防作業(yè)人員遭受雷電流跨步電壓危害，避雷針地面至2.7 m高度之間，應(yīng)采取絕緣措施，預(yù)防雷電接觸電壓傷害工作人員。

③37高炮作業(yè)平臺(tái)基本不存在感應(yīng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)，將作業(yè)平臺(tái)良好接地，接地電阻小于10Ω，即可有效預(yù)防雷電靜電感應(yīng)危害。

［1］GB50057－2010.筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2011.8.

［2］周道剛，周文鈺，李迪，等.人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)防雷措施［J］. 貴州氣象，2011，4.

［3］王惠芳.氣象觀測(cè)場(chǎng)直擊雷防護(hù)裝置的改進(jìn)［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2011，34(2):91 －95.

［4］李虹.新農(nóng)村住宅的直擊雷防護(hù)技術(shù)分析［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2011，34(2):85－90.