瀏陽煙花爆竹生產(chǎn)基地防雷安全技術(shù)探析

我省是全國乃至世界的煙花爆竹生產(chǎn)大省，近年來，煙花爆竹廠如雨后春筍般不斷興建。這些企業(yè)防雷工作現(xiàn)狀如何？如何結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，運(yùn)用現(xiàn)代雷電災(zāi)害防御新技術(shù)做好煙花爆竹廠安全防護(hù)措施？本期，湖南省防雷中心副主任王智剛為我們講授《瀏陽煙花爆竹生產(chǎn)基地防雷安全技術(shù)探析》，從瀏陽區(qū)域雷電活動(dòng)時(shí)空分布、典型雷電災(zāi)害事故等方面入手，分析煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)防雷安全技術(shù)現(xiàn)狀，提出了煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)防雷安全措施存在的隱患，探析加強(qiáng)雷電預(yù)警預(yù)報(bào)、雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、防雷裝置檢測(cè)和防雷安全管理體系建立的重要性和必須性。

湖南是我國乃至世界的煙花爆竹生產(chǎn)大省，而瀏陽市又是我省煙花爆竹生產(chǎn)的重要基地，作為國家命名的“中國煙花之鄉(xiāng)”，瀏陽花炮產(chǎn)業(yè)發(fā)展甲冠天下，為湖南形象的提升和加快世界對(duì)湖南的了解起到了重要作用。近年來，煙花爆竹廠不斷興建，但由于對(duì)雷電災(zāi)害防御認(rèn)識(shí)存在偏差，缺乏科學(xué)合理的雷擊風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃指導(dǎo)等種種原因，造成煙花爆竹廠雷電防護(hù)措施無法滿足實(shí)際安全需求，盡管多數(shù)企業(yè)采取了防護(hù)措施，雷擊隱患依然突出，導(dǎo)致事故頻繁發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2006年-2010年瀏陽市煙花爆竹企業(yè)共發(fā)生重大雷擊事故8起，直接經(jīng)濟(jì)損失五百多萬元。煙花爆竹企業(yè)對(duì)雷電具有很強(qiáng)的敏感性，雷電災(zāi)害已成為制約煙花爆竹企業(yè)安全發(fā)展的重要因素。因此，探析瀏陽煙花爆竹生產(chǎn)基地防雷安全技術(shù)，對(duì)于各煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)如何結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，運(yùn)用現(xiàn)代雷電災(zāi)害防御新技術(shù)，做好煙花爆竹廠安全防護(hù)措施，具有重要意義。

一、瀏陽市雷電活動(dòng)時(shí)空分布

瀏陽市位于湖南省東部偏北，總面積5007.75平方公里，全市地勢(shì)東高西低，為丘陵地貌，地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均雷暴日約為62天，為強(qiáng)雷區(qū)。據(jù)湖南省閃電監(jiān)測(cè)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，由圖1可以看出，每年各月均可出現(xiàn)雷暴，呈雙峰排列，尤以4、8月為甚。瀏陽市2007年至2009年共發(fā)生云閃和地閃14147條，平均負(fù)閃強(qiáng)度為-50.17KA，較易出現(xiàn)雷擊事故。此外，由圖2還可以看出，午后和傍晚是閃電的高發(fā)時(shí)段，易因雷擊事故造成人員傷亡，應(yīng)密切關(guān)注雷電天氣，做好防御措施。

圖1 瀏陽市1971年-2011年雷暴日月分布圖

圖2 瀏陽市2007-2010年閃電逐時(shí)分布圖

圖3統(tǒng)計(jì)的是5×5公里網(wǎng)格尺寸內(nèi)閃電發(fā)生年平均次數(shù)，可以看出瀏陽市閃電的主要集中區(qū)域，并且在這些區(qū)域分布眾多煙花鞭炮生產(chǎn)企業(yè)，雷擊事故發(fā)生概率高。

圖3 瀏陽市2007年-2010年閃電年均發(fā)生次數(shù)

二、瀏陽市煙花爆竹生產(chǎn)基地幾起典型的雷電災(zāi)害案例

目前，瀏陽市有煙花爆竹工廠近千家，雖然大部分生產(chǎn)企業(yè)相對(duì)做了一些防雷工程，但一部分企業(yè)由于存在選址不當(dāng)、工程質(zhì)量良莠不齊、安全管理措施不到位等問題，引發(fā)了一系列重大雷擊事故，造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。

案例一： 2008年8月2日晚上8點(diǎn)10分左右，瀏陽市沿溪永興花炮廠因直擊雷引發(fā)一間成品倉庫爆炸并被夷為平地，廠區(qū)內(nèi)其它庫房不同程度損壞，爆炸沖擊波造成附近多間房屋破損，經(jīng)濟(jì)損失慘重。

引發(fā)雷擊原因：沒有安裝任何防雷設(shè)施。

案例二：2008年8月2日晚上8點(diǎn)45分左右，瀏陽市三口鄉(xiāng)白路花炮廠出現(xiàn)雷暴、陣雨天氣，雷擊以雷電波侵入的形式擊穿電表，導(dǎo)致電源線路多處被燒毀。并引發(fā)大火，整個(gè)車間被燒毀。損失價(jià)值5萬多元的禙皮車間一間，價(jià)值8萬多元的半成品花炮材料60多斤，總經(jīng)濟(jì)損失約14.7萬。

引發(fā)雷擊原因：沒有安裝防雷設(shè)施。

案例三：2010年7月6日凌晨3點(diǎn)20分左右，湖南慶泰煙花制造有限公司平橋工區(qū)49#包裝收發(fā)室，51、52#組裝裝藥間，50#安裝車間上方看到了兩束光呈直線往下劈，隨后聽到了很大的雷聲，當(dāng)時(shí)閃電非常頻繁、激烈。閃電過后四棟倉庫被毀壞，幸好沒有造成人員傷亡。

引發(fā)雷擊原因：49#包裝收發(fā)室、50#安裝車間未安裝防雷設(shè)施，且有電源線引入，疑似直擊雷引起。

三、瀏陽市防雷安全現(xiàn)狀分析

我們?cè)谡{(diào)查瀏陽市雷電災(zāi)害現(xiàn)場過程中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)缺乏系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估，導(dǎo)致防雷工作存在極大隱患，如區(qū)域選址不合理；接地裝置分布位置錯(cuò)誤；電源線路進(jìn)出未采取等電位措施；電源、信號(hào)系統(tǒng)未進(jìn)行過電壓防護(hù)等等。最嚴(yán)重的問題是，當(dāng)?shù)胤览讖V泛采取的是“樹針”的方法，容易帶來諸多隱患，第一造成不必要的成本浪費(fèi)，第二達(dá)不到受保護(hù)對(duì)象需要的防護(hù)等級(jí)，第三“高聳”的針體加大雷擊接閃概率。根據(jù)避雷針的防雷原理，高聳的避雷針（線）往往更容易使廠區(qū)遭到雷擊，提高了發(fā)生雷擊事故的幾率，一旦雷擊電流過大，雷電流不能很快地泄放入大地，會(huì)產(chǎn)生閃電閃絡(luò)，沿著廠房空隙進(jìn)入廠房內(nèi)，引起起火爆炸。建設(shè)框架式結(jié)構(gòu)的原料、成品庫房，應(yīng)在屋頂設(shè)置隔熱層，并在屋檐和隔熱層上安裝避雷帶和避雷網(wǎng)格，并與柱內(nèi)鋼筋進(jìn)行焊接；沿著庫房外沿設(shè)置接地裝置，使得接地電阻不大于10歐姆；在庫房通風(fēng)口和門窗設(shè)置金屬網(wǎng)格，并與接地體連接，有效防止球形雷進(jìn)入室內(nèi)；對(duì)于廠區(qū)內(nèi)小的生產(chǎn)作坊，則應(yīng)分散布置，且對(duì)這些小作坊的原料、半成品和成品的堆放數(shù)量必須嚴(yán)格控制，即使遭到雷擊，也不會(huì)對(duì)其他廠房和車間造成影響，損失也相對(duì)較小。

另外，很多生產(chǎn)、儲(chǔ)藏?zé)熁ū竦膹S房均為磚木結(jié)構(gòu)，屋頂抗雷擊非常弱，較弱的閃電和閃絡(luò)均可將其擊穿而引爆室內(nèi)的爆炸物，而且屋頂與墻之間，也存在著較大的縫隙，這個(gè)也是球型雷的入侵路徑。大型生產(chǎn)、倉儲(chǔ)場所使用普通磚木結(jié)構(gòu)，存在著防雷安全隱患，一旦發(fā)生雷擊事故，往往帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡。值得注意的是，部分煙花鞭炮生產(chǎn)、倉儲(chǔ)場所位于地勢(shì)較高的山坡或山頂上，有些甚至處于雷暴路徑上，大大提高了這些場所的雷擊概率，導(dǎo)致雷擊引起的燃燒爆炸事故頻繁發(fā)生。

在防御雷電波侵入方面，瀏陽的煙花鞭炮企業(yè)大多屬于中小企業(yè)，重要的生產(chǎn)、倉儲(chǔ)場所一般僅有極少的燈、烘干機(jī)和碾磨機(jī)等機(jī)器。如果按照一類或者二類防雷建筑物的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)多級(jí)防電涌措施，不僅投資相對(duì)較大，而且因電火花引發(fā)爆炸存在極大隱患。所以對(duì)于瀏陽的煙花鞭炮生產(chǎn)企業(yè)，最經(jīng)濟(jì)適用的做法是做好屏蔽和等電位連接，并在雷電來臨前斷開電源閘。

四、防雷安全措施探析

根據(jù)上述分析，要切實(shí)做好煙花鞭炮工廠的防雷措施，應(yīng)根據(jù)煙花爆竹工廠的實(shí)際現(xiàn)狀和成災(zāi)原因，結(jié)合現(xiàn)代雷電災(zāi)害防御新技術(shù)，提出切實(shí)可行、有效的煙花爆竹廠安全防護(hù)措施。

1、“防”－雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

“防”要防得住，不能隨意地防、形式上防?；ㄅ谏a(chǎn)企業(yè)雷擊隱患可以概括為盲目建設(shè)加劇風(fēng)險(xiǎn)、缺乏科學(xué)評(píng)估設(shè)計(jì)不當(dāng)。究其原因，就是缺乏了安全可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析指導(dǎo)。雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是根據(jù)項(xiàng)目的使用性質(zhì)和所在地雷電活動(dòng)時(shí)空分布特征等，運(yùn)用科學(xué)的原理和方法，對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)各個(gè)單元和各個(gè)災(zāi)害事件的危險(xiǎn)程度、可能造成的損失程度以及防護(hù)效益進(jìn)行評(píng)估，其主要作用有以下兩點(diǎn)：

（1）雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)劃選址具有指導(dǎo)作用。結(jié)合地閃密度、地理環(huán)境、雷電災(zāi)害、雷電強(qiáng)度、人口密度、設(shè)備密集程度等評(píng)估區(qū)域雷擊風(fēng)險(xiǎn)，能全面、準(zhǔn)確地反映區(qū)域雷電災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)大小。在規(guī)劃選址階段進(jìn)行評(píng)估，選取雷電災(zāi)害潛勢(shì)等級(jí)低的地方建設(shè)則可以將孕育雷電災(zāi)害的環(huán)境因素減到最小，從源頭上避免先天不足。

（2）對(duì)已有的煙花爆竹企業(yè)進(jìn)行一次全面的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，查出雷擊隱患，提出安全實(shí)用和經(jīng)濟(jì)合理的雷電災(zāi)害事故綜合防御方案，有針對(duì)性完善雷電防護(hù)措施，對(duì)提高建設(shè)項(xiàng)目的雷電防護(hù)水平，滿足防雷安全需求將起到重要作用，同時(shí)也為保障煙花爆竹企業(yè)又好又快發(fā)展，打造湖南煙花品牌奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2、“護(hù)”－防雷裝置設(shè)計(jì)、安全檢測(cè)

煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)雷電防護(hù)是一個(gè)綜合工程，要充分考慮防雷問題的各個(gè)方面，針對(duì)生產(chǎn)企業(yè)不同區(qū)域的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，以及其危險(xiǎn)等級(jí)、危險(xiǎn)場所的不同，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行防雷工程設(shè)計(jì)。重點(diǎn)放在有效保護(hù)范圍、接地裝置和防靜電措施上，解決好避雷針等直擊雷防護(hù)裝置合理設(shè)計(jì)、高土壤地區(qū)降阻、防腐、安裝牢靠等問題。此外，在確保設(shè)計(jì)施工完善的基礎(chǔ)上，還必須加強(qiáng)日常維護(hù)和常規(guī)檢測(cè)，以有效地保證防雷裝置處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)的雷電防護(hù)設(shè)施銹蝕、老化或失效是誘發(fā)雷擊事故的重要因素，雷電防護(hù)設(shè)施的質(zhì)量直接影響到煙花爆竹企業(yè)和周圍環(huán)境的安全，必須嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)安全檢測(cè)程序，對(duì)煙花爆竹企業(yè)的外部防雷裝置、內(nèi)部防雷裝置、防靜電裝置等進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，盡可能地減少因雷電造成的危害。宜在雷暴高發(fā)的四月、六月、八月和每次雷擊之后，進(jìn)行一次全面檢查，藥物總庫、藥物中轉(zhuǎn)間、晾藥工房和成品庫的防雷裝置應(yīng)按DB43/T 412-2008要求測(cè)試接地電阻。此外，還應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)防雷安全管理制度的建立，企業(yè)內(nèi)部應(yīng)設(shè)置防雷安全管理部門，按區(qū)域劃分設(shè)置防雷安全責(zé)任人，對(duì)企業(yè)內(nèi)部員工進(jìn)行防雷安全知識(shí)培訓(xùn)，了解基本的雷電災(zāi)害防御和防護(hù)知識(shí)。

3、“御”－雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警

從雷電預(yù)防和防護(hù)技術(shù)的角度而言，現(xiàn)行通用的防雷方法，不論是傳統(tǒng)的避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)，還是各種避雷器，都屬于被動(dòng)和靜態(tài)防雷。在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天雖不能控制強(qiáng)烈的雷電，但是經(jīng)過長期的摸索與實(shí)戰(zhàn)，已形成一系列行之有效的雷電預(yù)警技術(shù)，而不再是被動(dòng)地抗御雷電災(zāi)害。例如利用我省氣象部門自主研發(fā)的雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，可有效定位雷暴位置、強(qiáng)度和移動(dòng)方向，從而在雷暴來臨前形成及時(shí)、準(zhǔn)確的雷電預(yù)警產(chǎn)品。煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)在雷暴臨近前接受雷電預(yù)警信息，及時(shí)采取斷電、人員撤離等防范措施，是目前最為有效避免雷擊事故造成人員傷亡事故的技術(shù)手段。因此，建立科學(xué)有效的雷電防御體系，是提高煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)防御雷電災(zāi)害整體能力必不可少的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)束語

雷電是一種自然現(xiàn)象，對(duì)于生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)大量易燃、易爆物質(zhì)的煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)來說，極易發(fā)生爆炸火災(zāi)事故，雷害造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡更是慘重的災(zāi)難。為減少或避免煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)雷電災(zāi)害事故的發(fā)生，應(yīng)針對(duì)煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)的行業(yè)特性，采用現(xiàn)代雷電災(zāi)害防御新技術(shù)防患未然，切實(shí)做好各項(xiàng)雷電防護(hù)措施消除雷擊隱患，提高雷電災(zāi)害防御能力，為煙花爆竹產(chǎn)業(yè)安全持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

本期專家 / 王智剛

應(yīng)用氣象高級(jí)工程師、全國雷電委員會(huì)委員、全國防雷工程專業(yè)設(shè)計(jì)施工甲級(jí)資質(zhì)評(píng)委會(huì)委員、湖南省安全生產(chǎn)專家委員會(huì)專家、湖南省氣象學(xué)會(huì)理事、成都信息工程學(xué)院客座教授、校外研究生導(dǎo)師?，F(xiàn)任湖南省防雷中心任副主任、湖南省雷電預(yù)警中心主任。主要從事雷電科研與管理、防雷技術(shù)服務(wù)等工作。在科研、業(yè)務(wù)與技術(shù)服務(wù)管理崗位上，曾主持完成多項(xiàng)重點(diǎn)防雷工程項(xiàng)目的防雷設(shè)計(jì)與施工，編寫出版了《湖南省新農(nóng)村住宅建設(shè)雷電防護(hù)技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》、QX/T10.2-2007《電涌保護(hù)器在低壓電氣系統(tǒng)中的選擇和使用原則》以及我省煙花爆竹企業(yè)雷電防護(hù)等多項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。主持研發(fā)的《湖南省雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)》等業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲省政府科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

（曹俊峰、羅建壯對(duì)本文數(shù)據(jù)收集和整理亦有貢獻(xiàn)）

■責(zé)任編輯 林 潔