起重機等高聳建筑機械設(shè)備避免雷擊的探討

1、起重機等高聳建筑機械設(shè)備避免雷擊的探討 關(guān)于高聳建筑機械設(shè)備避免雷擊的問題在我國一些規(guī)范、規(guī)程都有提及，如jgj4688施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范中是這樣表述的： 第4.4.2條 施工現(xiàn)場內(nèi)的起重機、井字架及龍門架等機械設(shè)備，若在相鄰建筑物、構(gòu)筑物的防雷裝置的保護范圍以外，如在表4.4.2規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)安裝防雷裝置。 施工現(xiàn)場內(nèi)機械設(shè)備需安裝防雷裝置的規(guī)定 表4.4.2 15 50 15，40 32 40，90 20 90及雷害特別嚴重的地區(qū) 12 注：廣州地區(qū)屬于70，90，則機械設(shè)備高度20m，即要安裝防雷裝置。 第4.4.4條各機械設(shè)備的防雷裝置引下線可利用該設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)體，但應(yīng)保

2、證電氣連接，（“附錄四”“名詞解釋”電氣連接：導(dǎo)體之間電阻近于零的連接。又稱金屬性連接） 第4.4.5條機械設(shè)備上的避雷針（接閃器）長度為12m。 第4.4.6條安裝避雷針的機械設(shè)備所用動力、控制、照明、信號及通信等線路，應(yīng)采用綱管敷設(shè)，并將鋼管與該機械設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)體作電氣連接。 第8.1.2條塔式起重機室外電梯，滑升模板的金屬結(jié)構(gòu)操作平臺和需要設(shè)置避雷裝置的井字架等，除應(yīng)做好保護接零外還該按第4.3.2條規(guī)定做重復(fù)接地，設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)架之間應(yīng)保證電氣連接。 gb5144“建筑塔式起重機安全規(guī)程”6.3.6避雷和防電磁波感應(yīng)保護規(guī)定：“當塔式起重機臂架鉸點距離地面高度大于50m時，在塔頂和臂

3、架頭部應(yīng)裝避雷裝置。”6.1.3“規(guī)定起重機結(jié)構(gòu)必須良好、可靠的接地?！薄敖拥氐刈璨淮笥?歐”?！敖拥匮b置的選擇和安裝應(yīng)符合有關(guān)電氣安全的要求。” 實際gb5144的規(guī)定是jgj4688的一個特例，即全年雷暴天數(shù)15天時的避雷裝置架設(shè)的要求。所以本質(zhì)上看這兩規(guī)定是一致的。而且jgj4688規(guī)定得更細致、更具體一些。從這意義上講，所有工地上的塔機等高聳設(shè)備都必須按所處的地理環(huán)境來考慮防雷問題，但目前從全國范圍來看，塔機等高聳設(shè)備的防雷問題并未引起各塔機生產(chǎn)廠家和用戶的足夠重視。這主要原因是在七十年代中期我國塔機行業(yè)進行過一次關(guān)于塔機被雷擊的調(diào)查。從當時所得到結(jié)果來看，全國除了裝在山坡的纜索起重機

4、發(fā)生過被雷擊外，沒有懼到塔機被雷擊的資料，所以生產(chǎn)廠家和用戶思想上都有一個印象：金屬結(jié)構(gòu)組成的高聳設(shè)備不存在防雷問題，如做好結(jié)構(gòu)的接地就更安全了。但這是個誤區(qū)，因為七十年代中期前我國塔機數(shù)量少、高度也較低，特別對雷暴天氣在60，90日及以上的南方地區(qū)、西南地區(qū)，當時塔機用量更少，所以當時調(diào)查結(jié)果只反映當時塔機雷害的現(xiàn)狀，并不反映塔機雷害的可能。 近幾年筆者在廣州地區(qū)了解的情況說明了這個問題。 1996年8月30日下午2：30左右，廣州五羊建筑機械公司科研所的試驗場地（地處現(xiàn)珠江新城內(nèi)）的一臺qtz160塔機駕駛室被雷電擊中，駕駛室全部燒毀。當時現(xiàn)場塔機最高點離地40.448m，駕駛室離地高30

5、.258m，臂架鉸點離地高度約32m，塔機沒安裝避雷針，只將塔身作接地處理，用500v搖表測得塔機下部接地電阻1.1。 事故發(fā)生時塔機臂架指向西方，事故現(xiàn)場勘察情況如下： 1. 駕駛室夾膠玻璃全部粉碎，散落地上，部分碎片有局部熔化現(xiàn)象。 2. 駕駛室外的油漆整個燒脫，但從駕駛室鋼板燒后氧化的顏色和變形情況分析，對著北面窗口側(cè)壁的中下部有局部高溫痕跡。 3. 駕駛室北面窗口鋁合金窗框（包括固定部分和活動部分）都有明顯向里的塑性變形。 4. 室內(nèi)裝修用的鋁壓條，在北面窗口下和西側(cè)壁處都可發(fā)現(xiàn)局部燒熔的痕跡。 5. 北面中部上側(cè)的可編程電控箱里的主電纜在同一斷面有部分股絲的銅導(dǎo)線被燒熔化形成流瘤。

6、6. 駕駛室里所有裝修材料全部被毀。 7. 所有電氣元件除金屬部分外全部炭化、灰化。駕駛椅和操縱箱燒得只剩金屬部分。 8. 塔機其他部分鋼結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)雷擊造成的機械損傷或放電損傷的痕跡。 事故發(fā)生時試制車間辦公室正在開會，有個同志正好面對能看到塔機窗口，據(jù)他當時回憶：在雷電交加中看到一個圓形火球由北向東飛向塔機，接著看到駕駛室冒出濃煙被雷擊中。 從上面列出的事故現(xiàn)場勘察情況分析，與這一同志講法基本吻合。看來這次事故是由直擊雷中的球形雷所致，故除駕駛室的內(nèi)容物被毀壞外，整個塔機沒有發(fā)現(xiàn)一般直擊雷造成的機械損傷或放電損傷的痕跡。現(xiàn)就事故現(xiàn)場情況分析如下： 球形雷從北向東從東面駕駛室窗口破窗而入，致使

7、鋁合金框架受沖擊向室內(nèi)方向變形。 球形雷進入駕駛室同時通過周圍空氣電離放電向周圍傳遞大量熱量。瞬間熔化玻璃和內(nèi)裝修鋁壓條并導(dǎo)致室內(nèi)一切可燃物燃燒炭化、灰化，同時產(chǎn)生大量濃煙。由于電離放電造成西面部分鋁合金裝修壓條局部熔化和主電纜銅芯部分股絲熔化形成流瘤，同時由于西南壁直接對應(yīng)放電部位，留下明顯的與其他部分不同的高溫加熱氧化的痕跡（顏色、凹凸）。 事后我問幾位塔機司機，如果操作中遇到雷雨你會怎么辦？但遺憾的是回答基本上都是“在駕駛室里避雷雨”。這一點令我們深思。 最近從廣州市防雷設(shè)施檢測所獲悉；在廣州市市政公司一個砼攪拌站也遭到感應(yīng)雷的二次雷擊造成控制箱內(nèi)空氣開關(guān)等被擊毀；今年廣州市鋁質(zhì)裝飾工程

8、有限公司新建的小新塘生產(chǎn)基地的配電房和設(shè)備多次遭感應(yīng)雷雷電磁場產(chǎn)生的雷電脈沖的二次雷擊而毀壞。從以上情況分析可知，在廣州地區(qū)塔機等高聳機械設(shè)備高度超過20m時確實存在受直擊雷（包括側(cè)擊雷、球形雷）和感應(yīng)雷雷擊的危險性。 而這事實證明一般金屬結(jié)構(gòu)件的連接如達不到可靠電氣連接要求，光靠金屬構(gòu)架直接接地不裝接閃器（避雷針），與接地體（地線）之間不用專用引入線連接，避免不了雷擊的厄運。從這一點看，建筑塔式起重機安全規(guī)程（bg5144）關(guān)于防雷問題有必要在再版中進行修訂；而施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范（jgj4688）中關(guān)于防雷部分內(nèi)容則比較科學(xué)、有效、也切合實際。 下面談?wù)剮c啟示： 1.目前工地上使用塔機等高聳建筑機械設(shè)備必須明確應(yīng)按（jgj4688）“規(guī)范”的要求處理防雷問題。對“規(guī)范”要求設(shè)置避雷裝置的，必須按規(guī)范具體規(guī)定設(shè)置避雷裝置。金屬結(jié)構(gòu)的連接達不到可靠電氣連接的，必須在接閃器到接地體之間用專用導(dǎo)體可靠連接。 2.為了防止感應(yīng)雷造成二次雷擊，塔機可在開關(guān)箱和駕駛室各加裝一個電源避雷浪涌保護器，以解決電源線控制線等的屏蔽問題。 3.建議將塔機防雷設(shè)計納入塔機設(shè)計規(guī)范，使塔機防雷裝置一開始就由生產(chǎn)廠家承擔，避免增加用戶制作中的不必要的難度。其他高聳建筑機械設(shè)備也可參照塔機的辦法處理。 4.對球形雷的預(yù)防，建議在駕駛室窗戶設(shè)金屬網(wǎng)屏蔽并可靠接