大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计

大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计（通用2篇）

大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计 篇1

来源:淮安市华南霓虹广告有限公司 点击:356 发布时间:2009-7-21

大中城市中特别是繁华市区的楼顶大多竖立霓虹灯广告牌用作宣传,给城市增添了不少色彩,人们欣赏这些五颜十色的霓虹灯广告时,不应该忘记它在雷电环境中的危险和脆弱.呼和浩特市在雷雨季节有霓虹灯广告牌雷击而损坏的事例,究其原因主要有以下几个方面.一是矗立在楼顶的霓虹灯广告牌没有任何防直击雷的避雷针保护,即使立有避雷针,但未能保护全部的霓虹灯广告牌,使其暴露在直击雷的破坏环境当中.按<建筑物防雷设计规范>的划分处在LPZOA区,本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流,本区内的电磁场强度没有衰减.直击雷落在霓虹灯广告牌上,就相当于广告牌作了接闪器,雷电流单独击毁霓虹灯广告牌造成的损失并不会很大,但是,雷电流在沿着霓虹灯广告牌的供电线路寻求泄放 通道时如洪水猛兽,株连到与供电线路相连的无辜设备,它们是损失远远大于霓虹灯广告牌自身的损失.有的人以为并不太高的楼房顶部的霓虹灯广告牌可能是安全的,其实并不完全对.孤立,钢结构的霓虹灯广告牌受雷击的概率远比同高度的钢筋水泥建筑物高得多.二是霓虹灯广告牌没有良好的地线

霓虹灯广告牌都是在建筑物建好后添加的,大多施工时不注意或没有意识到防雷的重要性,广告牌干脆没有地线或仅作了简易施工,接地电阻太大

来源:淮安市华南霓虹广告有限公司 点击:459 发布时间:2009-7-21

大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计 篇2

在地球上平均每秒钟有100次闪电, 每个闪电的强度可以高达10亿伏。一个中等尺度的雷暴的功率有108W, 相当一个小型核电站的输出功率。据不完全统计, 全球平均每年因雷电灾害造成的直接损失就超过10亿美元, 死亡人数在3000以上。美国有精确统计, 平均每年有1000多人死于雷击, 250人受伤。近十几年来, 世界范围内重大雷击火灾爆炸事故屡屡发生, 而大型石油库储油罐发生雷击火灾爆炸事故更是危害极大。

油罐容量大型化是近20年来的一个发展趋势。一般立式圆筒形罐的容积大于10000m3, 习惯称为大型储罐。近40年油罐大型化迅速发展, 1962年美国建成了10万m3的浮顶油罐, 直径87米, 罐高约21米;1967年委内瑞拉建成15万立方米浮顶罐, 直径115m, 罐高14.6m;1971年日本建成16万m3浮顶罐, 直径109m, 罐高17.8m;接着沙特阿拉伯建成20万m3巨型浮顶罐, 它直径110米, 高22.5米。随着油罐结构和材料的不断改进, 固定顶罐和内浮顶罐的容量也趋于大型化。美国建有世界上最大的内浮顶罐, 直径达61.6m。在日本建有50000m3的拱顶罐, 直径50.3m, 罐高23.67m。

国内大型浮顶油罐的发展经历了四个阶段。第一阶段为整套技术引进, 包括设计、高强度钢板、热处理成品部件和施工技术, 如20世纪80年代中后期在秦皇岛、大庆建造的10万m3大型浮顶油罐。第二阶段为国内设计和施工, 引进高强度钢板和热处理成品部件, 20世纪90年代在镇海、舟山、上海、兰州建造的10万m3大型浮顶油罐。第三阶段为国内设计, 仅引进高强度钢板, 焊后消除应力热处理在国内完成, 如20世纪末本世纪初在镇海、宁波大榭、上海金山建造的10万m3大型浮顶油罐。第四个阶段从设计、高强度钢板和热处理全部国产化, 如北京燕山石化公司建造的4台10万m3超大型浮顶油罐和目前正在建设的某大型储备油库。经过上述四个阶段, 国内设计和施工水平有了大幅度的提高。2003年, 茂名石化建造了两台12.5万m3超大型浮顶油罐, 油罐内径90m, 罐高21.8m;2004年, 洛阳石化设计了3台12.5万m3超大型浮顶油罐, 油罐内径84.5m, 罐高24m, 已投产运行;2005年, 由中石化设计的国内最大的原油罐——15万m3超大型浮顶油罐 (内径100m, 罐高21.8m) 在江苏仪征输油站建成。我国超大型油罐的设计与施工已跨人世界先进行列。

2. 大型油库防雷电危害现状

(1) 目前我国油库防雷基本上采用的是传统的防雷模式和设备 (如富兰克林避雷针、消雷器等) , 存在直接接闪、雷电闪络、电磁感应等可能引燃、引爆油蒸气的重大安全隐患。

(2) 雷电电磁脉冲 (LEMP) 经常击坏油库电器仪表、自动化装置、通信线路等信息化设备。这是长期困扰我国油库防雷的重要问题。

(3) 大 (中、小) 型油库储油罐防雷设计按《石油库设计规范》GB50074—2002规定, 只要储油罐顶板厚度大于或等于4mm, 都不装避雷针, 直接以罐顶作为接闪器。在通常情况下, 这样做虽然绝大多数油罐也没有因雷电而引发事故, 但在雷电活动特别强烈的地区, 若用罐顶作为接闪器则很难做到储油罐的“本质安全”, 规范对防雷的要求与油库实际安全需求之间存在差距。

(4) 缺少切实可行的大 (中、小) 型油库储油罐防雷评估的方法。

(5) 目前国内还没有从系统工程的角度进行油库的综合防雷。

3. 黄岛油库特大火灾事故案例分析

在黄岛油库的这场大火中, 死伤人员之多和直接经济损失之大, 可说是20世纪雷击事故中极为罕见的。正是这一事故促使我国政府部门和全国人民察觉到雷灾危害的严重性, 开始重视油库防雷安全工作。

(1) 雷灾实况

1989年8月12日l9时55分, 青岛市海港旁黄岛地区中国石油天然气总公司管道局胜利输油公司所属东 (营) 黄 (岛) 输油管线末站, 一座2.3万m3的半地下式非金属油罐 (5号罐) 在雷雨中一声雷响后起火, 引爆了旁边的4号非金属油罐, 接着1万立方米的金属油罐 (1号) 也爆炸着火, 不久, 2号、3号金属油罐也爆裂起火, 有600吨原油泄流入海港水面上。管道局和青岛市的救火车无力应付, 山东省消防大军远途赶来参加青岛港的灭火大战。13日上午10点钟国务院总理乘军用飞机亲临现场指挥灭火。大火足足烧了104小时, 仍难以济事, 因为风向不利, 从海岸方向吹向大陆, 救火车无法接近, 幸亏后来风向转变, 灭火大军得以接近火场, 奋力把大火扑灭, 否则整个海港后果不堪设想, 这时已是8月16日18点钟了。14名消防官兵和5名油库职工共19人献出了生命, 66名消防队员和12名油库职工共78人受伤, 大火烧掉3.6万吨原油, 油库区沦为一片废墟。直接和间接损失达2亿元。

1989年一年里我国共有三起储油罐遭受雷击, 除黄岛油库雷击事故外, 锦西炼油厂10000m3地下平顶储罐 (雷击前存油3230t油品) 、秦皇岛输油站20000m3半地下砖壁平顶储罐 (雷击前存油4411t油品) , 均在有独立避雷针防护的情况下仍然发生了雷击事故。

(2) 雷灾原因分析

黄岛油库大火的原因是什么?为此必须仔细弄清形成火灾的实际情况, 最有发言权的是长期负责该地消防并参加灭火战斗的人员。1990年第2期《中国消防》上发表了青岛市消防支队张秀卿的文章《黄岛油库大火中值得反思的几个问题》, 其中谈到:“5号罐是1974年建的半地下式非金属储油罐, 东西长72m, 南北宽48m (分四跨) , 高9m, 石砌, 预制钢筋砼拱梁, 铺钢筋砼拱板, 上覆0.15m—1.6m的土, 罐内钢筋和金属构件互不连接, 日久钢筋外露, 故有容易因雷电感应产生火花的先天性缺陷。4、5号罐原设计没有避雷装置, 忽视了罐顶金属件的良好接地可能。1985年7月15日因雷电感应, 4号罐金属呼吸弯管与泡沫管间产生火花而起火。虽然在两罐四周加装8支避雷针, 罐顶铺设防感应雷的均压屏蔽网, 但网的结点与接地角钢未焊, 只用螺丝压紧。经测量, 锈蚀的压接屏蔽网结点的电阻为1.56Ω, 网与接地角钢的连接点的电阻为0.116Ω, 大大超过0.03Ω。解放军总后勤部1985年1月制定的《油库管理规则》规定, 雷雨时, 禁止进行甲、乙类油品的装罐、清洗、通风作业。石油部1988年7月规定, 为防止雷击事故, 雷雨天尽可能避免使用非金属油罐。而当时雷电当空, 却仍一直给5号罐输油, 值班消防人员在打扑克、看电视。”

从这里已清楚看出:这场大火并不是不能避免的, 在防雷技术措施上本已有了合理的布设, 也有合理的规定, 可是管理人员、维护人员违反防雷规定的渎职行为却为大火创造了条件, 这对于主管防雷行政工作和技术工作的人员是特别值得注意的。

4. 大型油库雷击事故的预防措施

从本质上讲, 防雷就是在防雷设备与大地之间建立畅通的雷电通道, 疏导强大的雷击电流, 以保护建筑物的安全。传统的避雷针只能起到被动接闪、疏导电流的作用, 而笔者提出的油库综合防雷理念, 就是将油库防雷视为一个系统工程, 在油库建立远引与近防、消磁与消弧、反射与吸收、疏导与屏蔽相结合的多层、多级、多措施的全方位的综合防雷体系。

“远引”就是通过远引避雷针系统, 结合地形和环境在较远距离内尽量吸引和拦截可能进入保护区域的雷电;“近防”就是通过消磁与消弧避雷针形成近防系统。对进入保护区域的雷电, 利用新型消磁消弧避雷针的反射体有效地反射接闪器雷电火花的电磁感应;利用新型消磁消弧避雷针系统中的吸波装置, 即利用吸波装置中的导磁体有效吸收过滤雷电流的高频脉冲并将电磁感应有效地转换成涡流;利用新型消磁消弧避雷针系统中的无感抑浪装置, 减小雷电电磁感应产生的峰值电流;通过防雷专用电缆疏导强大的雷电流, 同时屏蔽雷击电流所产生的电磁感应和闪络。新型消磁与消弧避雷针与传统避雷针相比, 能够减小雷击电流产生的强大电磁感应和电弧火花, 在防直击雷的同时能够有效地减小感应雷的破坏, 抑制了雷电的二次感应, 解决了长期以来困扰防雷界的电磁感应和火花效应等问题。

新型消磁消弧避雷针由接闪器、反射体、吸波装置、无感应抑浪装置、连接线、防雷专用电缆、接地装置七个部分组成。经四川省电力研究试验院和国家电力公司武汉高压研究所分别试验, 综合感应的峰值削减幅度达到了35~85%, 并于2000年10月7日获国家实用新型专利 (专利号:ZL00222167.5) 。

参考文献

[1]赵晓刚.石油储运安全系统工程理论及其应用[M].北京:解放军出版社, 2005.

[2]赵晓刚, 刘云发等.山洞油库储油罐水雾灭火技术研究及其应用[J].油气储运, 2003 (3) :45~47

[3]赵晓刚.油气储运工程项目管理[M]。北京:解放军出版社, 2003