起重機(jī)等高聳建筑機(jī)械設(shè)備避免雷擊的探討

起重機(jī)等高聳建筑機(jī)械設(shè)備避免雷擊的探討關(guān)于高聳建筑機(jī)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JGJ46—88《施工現(xiàn)場臨時(shí)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(jī)、井字架及龍門架等機(jī)械設(shè)備，假設(shè)在相鄰建筑物、構(gòu)筑物的防雷裝置的保護(hù)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?！?5≥50＞15，＜40≥32≥40，＜90≥20≥90及雷害特別嚴(yán)重的地區(qū)≥12注：廣州地區(qū)屬于＞70，＜90，則機(jī)械設(shè)備高度≥20m，即要安裝防雷裝置。第4.4.4條各機(jī)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(jī)械設(shè)備上的避雷針〔接閃器〕長度為1~2m。第4.4.6條安裝避雷針的機(jī)械設(shè)備所用動(dòng)力、控制、照明、信號及通信等線路，應(yīng)采納綱管敷設(shè)，并將鋼管與該機(jī)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(jī)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(hù)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(jī)安全規(guī)程〞6.3.6避雷和防電磁波感應(yīng)保護(hù)規(guī)定：“當(dāng)塔式起重機(jī)臂架鉸點(diǎn)距離地面高度大于50m時(shí)，在塔頂和臂架頭部應(yīng)裝避雷裝置。〞“規(guī)定起重機(jī)結(jié)構(gòu)必須優(yōu)良、可靠的接地。〞“接地地阻不大于4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(shí)際GB5144的規(guī)定是JGJ46—88的一個(gè)特例，即全年雷暴天數(shù)≤15天時(shí)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JGJ46—88規(guī)定得更細(xì)致、更具體一些。從這意義上講，所有工地上的塔機(jī)等高聳設(shè)備都必須按所處的地理環(huán)境來合計(jì)防雷問題，但目前從全國范圍來看，塔機(jī)等高聳設(shè)備的防雷問題并未引起各塔機(jī)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(jī)行業(yè)進(jìn)行過一次關(guān)于塔機(jī)被雷擊的調(diào)查。從當(dāng)時(shí)所得到結(jié)果來看，全國除了裝在山坡的纜索起重機(jī)發(fā)生過被雷擊外，沒有懼到塔機(jī)被雷擊的資料，所以生產(chǎn)廠家和用戶思想上都有一個(gè)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(gè)誤區(qū)，因?yàn)槠呤甏衅谇拔覈C(jī)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(dāng)時(shí)塔機(jī)用量更少，所以當(dāng)時(shí)調(diào)查結(jié)果只反映當(dāng)時(shí)塔機(jī)雷害的現(xiàn)狀，并不反映塔機(jī)雷害的可能。近幾年筆者在廣州地區(qū)了解的狀況說明了這個(gè)問題。Ω。事故發(fā)生時(shí)塔機(jī)臂架指向西方，事故現(xiàn)場勘察狀況如下：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(gè)燒脫，但從駕駛室鋼板燒后氧化的顏色和變形狀況分析，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(dòng)部分〕都有顯然向里的塑性變形。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.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格外全部炭化、灰化。駕駛椅和操縱箱燒得只剩金屬部分。8.塔機(jī)其他部分鋼結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)雷擊造成的機(jī)械損傷或放電損傷的痕跡。事故發(fā)生時(shí)試制車間辦公室正在開會(huì)，有個(gè)同志正好面對能看到塔機(jī)窗口，據(jù)他當(dāng)時(shí)回憶：在雷電交加中看到一個(gè)圓形火球由北向東飛向塔機(jī)，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)場勘察狀況分析，與這一同志講法基本吻合?？磥磉@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(gè)塔機(jī)沒有發(fā)現(xiàn)一般直擊雷造成的機(jī)械損傷或放電損傷的痕跡?，F(xiàn)就事故現(xiàn)場狀況分析如下：球形雷從北向東從東面駕駛室窗口破窗而入，致使鋁合金框架受沖擊向室內(nèi)方向變形。球形雷進(jìn)入駕駛室同時(shí)通過四周空氣電離放電向四周傳遞大量熱量。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(shí)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(shí)由于西南壁直接對應(yīng)放電部位，留下顯然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(jī)司機(jī)，如果操作中碰到雷雨你會(huì)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(diǎn)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(gè)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。從以上狀況分析可知，在廣州地區(qū)塔機(jī)等高聳機(jī)械設(shè)備高度超過20m時(shí)確實(shí)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(xiǎn)性。而這事實(shí)證實(shí)一般金屬結(jié)構(gòu)件的連接如達(dá)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(yùn)。從這一點(diǎn)看，《建筑塔式起重機(jī)安全規(guī)程》〔BG5144〕關(guān)于防雷問題有必要在再版中進(jìn)行修訂；而《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》〔JGJ46—88〕中關(guān)于防雷部分內(nèi)容則比較科學(xué)、有效、也切合實(shí)際。下面談?wù)剮c(diǎn)啟發(fā)：1.目前工地上使用塔機(jī)等高聳建筑機(jī)械設(shè)備必須明確應(yīng)按〔JGJ46—88〕“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(dá)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(jī)可在開關(guān)箱和駕駛室各加裝一個(gè)電源避雷浪涌保護(hù)器，以解決電源線控制線等的屏蔽問題。3.建議將塔機(jī)防雷制定納進(jìn)塔機(jī)制定規(guī)范，使塔機(jī)防雷裝置一開始就由生產(chǎn)廠家承當(dāng)，避免增加用戶制作中的不必要的難度。其他高聳建筑機(jī)械設(shè)備也可參照塔機(jī)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)屏蔽并可靠接地。5.建議在機(jī)械設(shè)備安