淺析加油站電氣防雷工程設(shè)計(jì)施工

呂繼鋒

【摘 ?要】本文通過對加油站所處環(huán)境特點(diǎn)、系統(tǒng)特點(diǎn)中雷電災(zāi)害各因素的分析，根據(jù)其特點(diǎn)對加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護(hù)和接地，加油站電源、信號系統(tǒng)的雷電防護(hù)等，依據(jù)GB50057、GB50343、GB50156等標(biāo)準(zhǔn)對雷電防護(hù)的要求，提出了系統(tǒng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】加油站;電氣防雷工程;方案;設(shè)計(jì);施工

加油站一旦發(fā)生雷擊并引發(fā)火災(zāi)將造成不可估量的損失，有鑒于此，必須將加油站的防雷工程設(shè)計(jì)作為防雷工作的重中之重，從源頭上消除雷擊隱患。

1.加油站的環(huán)境特點(diǎn)

加油站一般位于公路邊，多屬于空曠地區(qū)的孤立建筑物，容易遭受雷擊，而且加油站又屬于易燃易爆場所。加油站通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）地理位置：加油站通常設(shè)在城區(qū)、郊區(qū)、山區(qū)、鄉(xiāng)村、高速公路等道路邊的開闊地帶，四周較為空曠;2）建筑物防直擊雷設(shè)計(jì)不規(guī)范：有的加油站站房未安裝防直擊雷設(shè)施，明敷防雷引下線未沿外墻最短垂直路徑接地。3）電源系統(tǒng)：一般加油站的380V交流供電線路是架空明線接入至站區(qū)附近再地埋引入建筑的。在鄉(xiāng)村和山區(qū)有時(shí)根本沒有地埋措施，未安裝電涌保護(hù)器，因此非常容易感應(yīng)雷電電磁脈沖。4）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：引入加油站的電話線、監(jiān)控設(shè)備等弱電線路通常也是由戶外架空明線引入的，并且通常未安裝專用信號電涌保護(hù)器（SPD）做雷電防護(hù)措施。5）靜電防護(hù)：加油站加油機(jī)或加油槍未能接地或接地不良，接地阻值偏大，加油站呼吸閥未作跨接或跨接電阻值偏大，不符合規(guī)范要求。

從以上幾個(gè)特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，從雷電防護(hù)角度來看，加油站一般都運(yùn)行于“高風(fēng)險(xiǎn)”環(huán)境下，即對于雷害風(fēng)險(xiǎn)的“暴露程度”很高，因此需要加強(qiáng)雷電防護(hù)措施。

2.加油站防雷等級的確認(rèn)

按照GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.0.3條的要求，“具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者”。因此汽車加油站防雷應(yīng)按第二類防雷建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.加油站直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)

1）、建筑物、構(gòu)筑物的防雷設(shè)計(jì)。

加油站的建筑物、構(gòu)筑物一般由罩棚、辦公樓、配電室及其它附屬建筑物組成。依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010確定汽車加油站的建筑物防雷類別為二類建筑物，不需要單獨(dú)裝設(shè)接閃桿。辦公樓和附屬建筑物一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防雷接閃器設(shè)計(jì)：宜采用裝設(shè)在建筑物上的接閃網(wǎng)（帶）或接閃桿或由其混合組成的接閃器。接閃網(wǎng)應(yīng)建筑物沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格。加油站罩棚一般采用鋼架結(jié)構(gòu)，其棚頂采用金屬屋面，可直接利用其作為接閃器，不用再另設(shè)接閃桿或接閃帶（屋頂有其他需要保護(hù)的物體除外）。

加油站的建筑物、構(gòu)筑物防雷引下線設(shè)計(jì)：由于站區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)利用樁內(nèi)兩條對角主筋作為自然引下線，引下線間距不大于18米，引下線不應(yīng)少于2根，應(yīng)沿建筑物周圍均勻布置。

加油站機(jī)房、配電室應(yīng)設(shè)置均壓環(huán)，均壓環(huán)必須可靠良好接地，應(yīng)將均壓環(huán)與建筑物接地進(jìn)行可靠焊接。將站房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設(shè)備外殼以及所有進(jìn)出站房的金屬管道等金屬構(gòu)件進(jìn)行電氣連接，并接至均壓環(huán)上，以均衡電位。

加油站的建筑物、構(gòu)筑物防雷接地裝置設(shè)計(jì)：一般采用自然接地體作為接地裝置;加油站的防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備工作接地、保護(hù)接地、信息系統(tǒng)的接地、等電位連接帶、建筑物金屬構(gòu)件采用共用接地，以達(dá)到均壓、等電位以減小各種接地設(shè)備之間、不同系統(tǒng)之間的電位差。

接地電阻要求：加油站的地網(wǎng)分為直擊雷保護(hù)接地（其接地電阻要求≤10Ω）、防靜電接地（其接地電阻要求≤10Ω）、電源工作接地（其接地電阻要求≤10Ω）、信號線路直流工作接地（其接地電阻要求≤4Ω）四個(gè)部分。當(dāng)采用統(tǒng)一接地時(shí)，接地電阻值應(yīng)按最小值確定，接地電阻要求≤4Ω。

2）油罐區(qū)的防雷設(shè)計(jì)

油罐區(qū)防雷設(shè)計(jì)：一般采用呼吸閥作為接閃器（高度4-5m），當(dāng)利用呼吸閥作為接閃器時(shí)，應(yīng)保證呼吸閥與罐體接觸良好，防止直擊雷對呼吸閥放電不能將雷電流引入大地。埋地金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不宜>30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。

輸油管道的始、末端和拐彎、分支處應(yīng)分別接地，每間隔12米做一次接地，接地電阻≤4Ω;油罐區(qū)的接地應(yīng)采用共用接地裝置，并在各處做等電位連接。

4、電源配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計(jì)

380/220V供配電系統(tǒng)宜采用TN-S系統(tǒng)，電纜應(yīng)穿鋼管埋地進(jìn)入加油站，電纜金屬外皮或電纜金屬保護(hù)管兩端均應(yīng)接地，在供配電系統(tǒng)的電源端應(yīng)安裝與設(shè)備耐壓水平相適應(yīng)的過電壓（電涌）保護(hù)器。供電系統(tǒng)電纜金屬外皮或電纜金屬保護(hù)管兩端均應(yīng)接地，其目的是封鎖電磁效應(yīng)，減少或削弱雷電危害，防止雷擊事故。

1）加油站電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：

電涌保護(hù)器的選擇

a）動作電壓的選擇

變壓器低壓側(cè)的電涌保護(hù)器其三相電壓為動作電壓;U0 = 400V

b）電涌保護(hù)器的通信容量選擇

首級電涌保護(hù)器雷電沖擊電流的選擇

對于本系統(tǒng)電源線路的特點(diǎn)，按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》要求每線標(biāo)稱放電電流不宜小于15KA的要求。首級電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于15KA（10/350μS）。

次級電涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流的選擇

對于本系統(tǒng)采用的非屏蔽電纜線路，次級電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于20KA（8/20μS）。精密設(shè)備保護(hù)需選用防雷插座，其體積小，可以與設(shè)備靠得很近。

5、電子信息設(shè)備防雷設(shè)計(jì)

加油站的電子設(shè)備主要為：監(jiān)控設(shè)備、通信設(shè)備、液位儀檢測設(shè)備等。在雷擊發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生巨大瞬變電磁場，在1KM范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)、信號及通訊金屬連線等都會感應(yīng)到雷擊，將會影響網(wǎng)絡(luò)、信號及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行甚至徹底破壞系統(tǒng)。

加油站信息系統(tǒng)防雷應(yīng)從等電位連接與共用接地系統(tǒng)、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護(hù)器進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

1）、電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管（槽）、屏蔽線纜外層、信息設(shè)備防靜電接地和安全保護(hù)接地及浪涌保護(hù)器接地端等均應(yīng)以最短的距離與等電位連接網(wǎng)絡(luò)的接地端子連接。

2）、電子信息系統(tǒng)設(shè)備主機(jī)房宜選擇在建筑物中心部位，其設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離外墻結(jié)構(gòu)柱，設(shè)置在雷電防護(hù)區(qū)的高級別區(qū)域內(nèi)，當(dāng)電子信息系統(tǒng)設(shè)備為非金屬外殼，且機(jī)房屏蔽未達(dá)到設(shè)備電磁環(huán)境要求時(shí)，建議安裝金屬屏蔽網(wǎng)或金屬屏蔽室。金屬屏蔽網(wǎng)、金屬屏蔽室應(yīng)與等電位接地端子板連接。

3）、信號線路線纜應(yīng)采用帶有金屬屏蔽層的線纜或套入金屬管的辦法進(jìn)行敷設(shè)。在室外應(yīng)埋地敷設(shè)進(jìn)入建筑物;在樓內(nèi)一般采用金屬屏蔽槽垂直敷設(shè)和水平敷設(shè)方式進(jìn)入機(jī)房。

4）本方案中網(wǎng)絡(luò)、信號設(shè)備防護(hù)方面，在液位儀檢測儀引出的液位儀控制線上安裝額定負(fù)載電流1～1.5A的大功率特殊信號電涌保護(hù)器，用于液位儀檢測儀信號線路的保護(hù)。在加油機(jī)總控制線上安裝精密的控制信號電涌保護(hù)器，用于加油機(jī)總控制線路的保護(hù)。

結(jié)束語

加油站作為雷電高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，應(yīng)從外部防雷、內(nèi)部防雷進(jìn)行考慮，注重等電位連接與共用接地系統(tǒng)、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護(hù)器綜合防護(hù)、在實(shí)際的防雷工程設(shè)計(jì)中，還需根據(jù)各類設(shè)備的特點(diǎn)和防護(hù)對象的實(shí)際情況靈活應(yīng)用、綜合考慮，才能獲得良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50156—2012

[2] 《石油與石油設(shè)施雷電防護(hù)規(guī)范》GB15599—2009

（作者單位：天津高德朗益科技有限公司）