張遠(河南省防雷中心,河南鄭州 450003)

加油站防雷設(shè)計技術(shù)淺析

張遠(河南省防雷中心,河南鄭州 450003)

加油站為易燃易爆場所,屬二類防雷建筑物。目前一些加油站存在嚴重的防雷安全隱患,發(fā)生雷擊時極易引發(fā)事故,會嚴重威脅到加油站周圍人群的人身安全。為避免或減少雷擊事故,在確定加油站的防雷類別后,從加油站各單體系統(tǒng)著手,結(jié)合外部及內(nèi)部防雷措施,設(shè)計一套系統(tǒng)的加油站防雷方案,進而消除防雷安全隱患。

加油站 防雷設(shè)計 等電位連接 防護

雷電災害屬于破壞力極強的自然災害之一,近年來,因雷電災害引發(fā)的加油站事故頻發(fā),做好加油站的綜合雷電防護顯得尤為重要。在設(shè)計加油站防雷時要嚴格按照規(guī)范要求,施工時驗收部門應(yīng)嚴格把關(guān),做到不留任何防雷安全隱患,建成后每年進行兩次防雷安全檢測,多方位充分保障加油站的防雷安全。

1 加油站現(xiàn)狀

1.1 防雷類別

加油站屬易燃易爆場所,依據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第3.0.3中的要求“具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物,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?！盵1]可認為加油站為二類防雷建筑物。

1.2 加油站隱患分析

大多數(shù)加油站建設(shè)規(guī)范,防雷設(shè)施齊全。但通過多年的防雷檢測發(fā)現(xiàn),部分加油站存在設(shè)計缺陷、施工質(zhì)量不過關(guān)的問題,普遍存在以下防雷安全隱患。

1.2.1 外部防雷系統(tǒng)

(1)加油機底座安裝時偷工減料,無防雷接地裝置。(2)加油槍與加油機未進行可靠連接。(3)呼吸閥未與油罐未進行可靠連接。

(4)加油站站房及金屬棚架無完善的直擊雷防護設(shè)施。

1.2.2 內(nèi)部防雷系統(tǒng)

電力系統(tǒng):多數(shù)高壓電力線直接架空進入加油站,在加油站的總進線端無感應(yīng)雷防護設(shè)施、未設(shè)置接地裝置、未安裝電涌保護器,這種現(xiàn)象在山區(qū)及鄉(xiāng)村普遍存在,此類加油站極易遭受雷電波侵入以及由雷擊產(chǎn)生的電磁脈沖造成的雷擊事故。

信息系統(tǒng):由戶外引入加油站的電話線、網(wǎng)線、監(jiān)控線等弱電線路通常缺乏信號避雷防護措施,導致整套信息系統(tǒng)隨時面臨雷擊風險。

靜電防護:在對加油站進行卸油時,應(yīng)將油罐車與站內(nèi)靜電夾進行有效連接,防止電火花起火引發(fā)事故。但多數(shù)加油站的靜電夾存在接地電阻值嚴重超標(大于100Ω)或靜電夾無接地的隱患。

2 加油站防雷設(shè)計

針對加油站普遍存在的防雷安全隱患,從加油站各單體系統(tǒng)著手,結(jié)合外部及內(nèi)部防雷措施,設(shè)計一套系統(tǒng)的加油站防雷方案,進而消除防雷安全隱患,最大限度地降低雷擊事故的發(fā)生和損失。

2.1 加油站建筑物防雷措施

加油站建筑物主要由油站棚架、站房及其他附屬建筑物組成,屬二類防雷建筑物,故不需裝設(shè)獨立避雷針。

棚架的防雷設(shè)計:加油站棚架一般為金屬材質(zhì),棚頂為金屬棚面,可直接利用其作為接閃器,無需裝設(shè)獨立避雷針;利用金屬棚柱作為引下線與加油站地網(wǎng)進行可靠電氣連接。

站房的防雷設(shè)計:宜圍繞天面一周鋪設(shè)避雷帶(直徑不＜8mm的圓鋼)作為接閃器,避雷帶敷設(shè)路徑應(yīng)涵蓋屋脊、屋角等易受雷擊部位;站房通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),可利用站房樁內(nèi)兩條對角主筋作為引下線,且引下線不少于兩根,平均間距不應(yīng)＞18m,并在室內(nèi)外取適當?shù)攸c設(shè)置連接板,從而起到將站房內(nèi)金屬構(gòu)件及各電氣設(shè)備作等電位連接的作用。

2.2 油罐的防雷措施

加油站的汽油罐和柴油罐的防雷宜做埋地設(shè)置,為確保接地可靠,每個金屬油罐的接地點不應(yīng)少于兩處,接地體應(yīng)在距離罐壁3m之外的地點設(shè)置。輸油管道的始、末端和拐彎、分支處應(yīng)分別接地。管道法蘭盤的連接螺栓少于5根時,應(yīng)用金屬導線將法蘭跨接。做好油罐接地,有利于安全泄放瞬態(tài)雷電流。

2.3 防靜電措施

油罐與加油機之間的出油管應(yīng)直線布置,盡量減少彎頭和管線長度,以免影響油機工作效率,加油機不得設(shè)在室內(nèi)。

管溝敷設(shè)或地上的輸油管道,其始、末端和分支處均應(yīng)設(shè)防靜電和防雷電感應(yīng)的綜合接地裝置,每隔12m設(shè)置一處接地裝置。加油機的外殼應(yīng)做保護接地,以防漏電傷人,且接地極應(yīng)選在距加油機3m以外,以減小跨步電壓,接地體距離地面0.5m,長2.5m,沿地下垂直敷設(shè),并將引下線與油機外殼進行可靠連接。

加油槍與油管、加油機之間須做好等電位連接,加油員在操作時,應(yīng)將油槍與車輛油箱口接觸,以便構(gòu)成通路,防止產(chǎn)生靜電。

3 電力、信息系統(tǒng)防雷設(shè)計

電力、通信系統(tǒng)的雷電防護是加油站防雷系統(tǒng)中的重要組成部分,在遭受雷擊時雷電波通常會沿著各類金屬導線侵入配電系統(tǒng)、信息機房,造成用電設(shè)備擊穿損壞甚至引發(fā)火災,因此完善加油站電力、通信系統(tǒng)的雷電防護措施具有重要的意義。

3.1 電力系統(tǒng)防雷設(shè)計

電力線應(yīng)埋地進入加油站,并使用鎧裝電纜或套裝金屬鎧管,以加強線路屏蔽作用,鎧裝電纜或金屬鎧管長度不應(yīng)小于2 √ρ(ρ為當?shù)赝寥离娮杪?單位:Ω·m)。鎧裝電纜金屬外皮或鎧管兩端均需進行可靠接地,鋪設(shè)路徑應(yīng)遠離防雷引下線及接地體,避免產(chǎn)生電磁感應(yīng),以降低雷電危害。

由于雷電波極易侵入供配電線路,通常會對供配電設(shè)備造成破壞性的損毀,為對供配電設(shè)備提供保護,應(yīng)在供配電系統(tǒng)的電源端安裝一級電涌保護器(SPD)。SPD應(yīng)選用防爆型產(chǎn)品,并確保其與被保護設(shè)備的耐壓水平相匹配。

3.2 通信系統(tǒng)防雷設(shè)計

通信系統(tǒng)中的電話線、網(wǎng)線等大多為架空的方式引入加油站,雷電波易侵入通信線路造成設(shè)備終端的損毀,為防護設(shè)備終端應(yīng)使通信線路套裝金屬管埋地入室,金屬管兩端進行接地,并與其他接地系統(tǒng)進行等電位連接。在設(shè)備終端上安裝相匹配的信號避雷器,在計算機及監(jiān)控系統(tǒng)電源處使用防雷插座,進而提升通信系統(tǒng)的雷電防護水平。

4 加油站接地設(shè)計

加油站的防直擊雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備接地、信息系統(tǒng)接地及保護接地等,宜采用共享接地方式[2],以減小各系統(tǒng)間的電位差,防止發(fā)生雷擊時雷電流在不同系統(tǒng)間產(chǎn)生雷電反擊,其共享接地電阻值不應(yīng)大于4Ω。

5 結(jié)語

加油站的防雷系統(tǒng)是由站房建筑物、油罐區(qū)、卸油區(qū)、加油區(qū)、電力系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等組成的綜合防雷系統(tǒng)。通過設(shè)置系統(tǒng)全面的防雷安全措施,使得加油站能夠有效避免或減少雷電事故。

[1]GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》.

[2]GB50156-2012《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》.