魏光龍+司建波+張秀青

摘要：加油站一般為二類防雷建筑，且是易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所，每年都有雷擊加油站引發(fā)的事故，造成巨大損失，嚴(yán)重影響加油站建筑物的使用、儀器設(shè)備的運(yùn)行和人員的安全，因此要提高警惕，只有按照相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)完善好防雷系統(tǒng)，才能避免雷電災(zāi)害引發(fā)事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：加油站；防雷設(shè)計(jì)；防雷建筑；防雷系統(tǒng)；雷電災(zāi)害 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU249 文章編號(hào)：1009-2374（2016）33-0013-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.007

1 雷電概述

1.1 什么是雷電

雷是云層與大地、云層之間、云層與大氣發(fā)生猛烈發(fā)電的現(xiàn)象，具有大電流、高電壓、強(qiáng)電磁輻射的特點(diǎn)。它的破壞力巨大，會(huì)造成建筑物受損、森林起火、電氣設(shè)備毀壞，甚至危及人身安全，帶來(lái)十分惡劣的影響。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，電子技術(shù)發(fā)展更是突飛猛進(jìn)，各種先進(jìn)的電子設(shè)備廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，為電子時(shí)代的發(fā)展起到了巨大的推進(jìn)作用。雷電災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)“國(guó)際減災(zāi)十年”公布最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一，被國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）稱為“電子化時(shí)代的一大公害”。每年因雷擊造成的電力、通信、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備損壞和無(wú)法正常運(yùn)行狀況越來(lái)越嚴(yán)重，造成的損失更是越來(lái)越多，嚴(yán)重影響到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 雷電危害途徑

雷電的危害途徑主要有兩種：一種是直擊雷；另一種是感應(yīng)雷。當(dāng)雷云與大地之間發(fā)生反應(yīng)時(shí)，能夠造成地面上某一點(diǎn)遭受雷擊，結(jié)果是雷電直接能夠破壞地上建筑物和其他物體以及雷擊電磁脈沖所引發(fā)的電子電氣設(shè)備設(shè)施不能正常運(yùn)行。

1.2.1 直擊雷。直擊雷指的是雷云對(duì)地閃擊直接擊在地上建筑物、大氣下墊面、人畜等而產(chǎn)生的破壞。直擊雷具有熱效應(yīng)、電動(dòng)力效應(yīng)和沖擊波等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使直擊雷具有巨大的破壞作用，能引起建筑物受損、電力和通信設(shè)施設(shè)備毀壞、油氣設(shè)施管線爆炸、人員傷亡等事故的發(fā)生。

1.2.2 感應(yīng)雷。感應(yīng)雷又被稱作雷擊電磁脈沖（LEMP），指的是雷雨云之間和雷雨云與大地之間放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)作用于各種傳輸線路上，感應(yīng)產(chǎn)生過(guò)電壓、過(guò)電流，經(jīng)各種傳輸線路進(jìn)入設(shè)備系統(tǒng)而引起的。感應(yīng)雷主要表現(xiàn)為雷電引起的靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)和暫態(tài)過(guò)電壓等。隨著科技的迅猛發(fā)展，各種電子技術(shù)的不斷升級(jí)，各行各業(yè)都廣泛應(yīng)用電子信息系統(tǒng)，在感受科技帶來(lái)的高工作效率的同時(shí)，也受到來(lái)自感應(yīng)雷引發(fā)過(guò)電壓、過(guò)電流所造成的電子設(shè)備損壞所帶來(lái)的損失，嚴(yán)重的不僅設(shè)備損毀，還會(huì)造成人員傷亡。

1.3 基本防護(hù)措施

1.3.1 直擊雷防護(hù)措施。直擊雷的防護(hù)包括接閃器、引下線和接地裝置三部分。當(dāng)有雷擊發(fā)生時(shí)，接閃桿、接閃帶、接閃網(wǎng)等接閃器會(huì)將接閃，經(jīng)過(guò)引下線將雷電流引導(dǎo)下來(lái)，通過(guò)接地裝置將雷電流泄入大地。直擊雷的防護(hù)主要是通過(guò)直擊雷防護(hù)裝置的接閃、引下、接地把雷電能量引導(dǎo)入地，從而達(dá)到保護(hù)建筑物、設(shè)備、人員免遭雷電直接傷害的保護(hù)作用。

1.3.2 雷擊電磁脈沖防護(hù)措施。對(duì)于雷擊電磁脈沖的防護(hù)采取的措施主要有等電位連接、屏蔽、共用接地、合理布線、加裝電涌保護(hù)器（SPD）等防雷技術(shù)。通過(guò)這些措施可以達(dá)到保護(hù)室內(nèi)人員和設(shè)備的安全。這些措施與直擊雷防護(hù)措施相輔相成、缺一不可，共同構(gòu)成雷電防護(hù)的系統(tǒng)工程。

1.4 主要參考標(biāo)準(zhǔn)

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057-2010）；《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB 50343-2012）；《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（GB 50156-2012）。

2 雷電防護(hù)措施

加油站一般由站房、罩棚、配電房及其他建筑物構(gòu)成。依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057-2010）確定加油站為二類防雷建筑物，且不需要裝設(shè)獨(dú)立接閃桿。

2.1 直擊雷的防護(hù)措施

2.1.1 接閃器。

站房：站房的接閃器宜采用裝設(shè)在站房屋頂上的接閃帶和接閃網(wǎng)組成的接閃器。接閃網(wǎng)、接閃帶的敷設(shè)應(yīng)沿易受雷擊的部位敷設(shè)，屋面部位上的檐角、女兒墻、屋檐、屋角、屋脊，接閃器之間應(yīng)相互連接。敷設(shè)的接閃網(wǎng)、接閃帶組成的接閃網(wǎng)格不大于10m×10m或12m×8m。接閃器可采用熱鍍鋅圓鋼，直徑不應(yīng)小于8mm，固定支架的高度不宜小于150mm。

罩棚：加油站為二類防雷建筑物，金屬屋面的防雷建筑物宜利用其屋面作為接閃器。加油站罩棚一般為金屬屋面，因此宜利用金屬罩棚與鋼構(gòu)架作接閃器。罩棚下面有易燃易爆物品時(shí)，不銹鋼、熱鍍鋅鋼的金屬板厚度不應(yīng)小于4mm，罩棚金屬板應(yīng)無(wú)絕緣被覆層。

2.1.2 引下線。

站房：站房一般采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，可利用混凝土內(nèi)鋼筋作為自然引下線，當(dāng)混凝土中作為引下線的鋼筋只有一根時(shí)，其直徑不應(yīng)小于10mm。若要設(shè)置專設(shè)引下線，則引下線應(yīng)沿著站房外墻表面敷，并經(jīng)最短的路徑接地，數(shù)量不應(yīng)少于2跟，沿著站房四周均勻布置，間距不大于18m，可采用直徑不小于8mm熱鍍鋅圓鋼。引下線距離地面0.3～1.8m處應(yīng)裝設(shè)斷接卡。引下線的上端應(yīng)與站房屋面混凝土內(nèi)鋼筋、屋面接閃帶（網(wǎng)）連接，引下線下端應(yīng)與站房基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋、接地裝置連接，構(gòu)成電氣貫通。

罩棚：罩棚立柱若為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼架結(jié)構(gòu)，可直接利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋作為自然引下線，要做好與其他各部件之間的電氣貫通。罩棚立柱與接地裝置連接處應(yīng)設(shè)置接地阻值檢測(cè)斷接卡，分別設(shè)在四個(gè)立柱上，設(shè)置位置為立柱遠(yuǎn)離加油機(jī)側(cè)，高度距地面0.5m，在立柱裝修時(shí)應(yīng)預(yù)留出檢測(cè)活門(mén)。

2.1.3 接地裝置及接地阻值。

第一，接地極。接地線采用鍍鋅扁鋼-40*4，接地極采用鍍鋅鋼管DN50，長(zhǎng)度宜為2.5m，間距宜為5m。應(yīng)注意：人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5m，并宜敷設(shè)在當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵?，其距墻或基礎(chǔ)不宜小于1m。接地體宜遠(yuǎn)離由于燒窯、煙道等高溫影響使土壤電阻率升高的地方。地下油罐的接地點(diǎn)不少于2處。地下油罐區(qū)設(shè)置接地母板，接地母板靠近油罐池池壁安裝，高出地面0.2m，接地線與接地母板采用螺栓連接。密閉卸油口處設(shè)置臨時(shí)接線柱和移動(dòng)接地線夾，并與接地裝置相連。加油機(jī)應(yīng)與接地裝置相連；電氣配線電纜金屬外皮兩端和保護(hù)鋼管兩端應(yīng)進(jìn)行接地。所有正常情況下不帶電的用電設(shè)備金屬外殼均應(yīng)可靠接地。

第二，接地阻值。加油機(jī)的接地電阻不大于4Ω；保護(hù)接地電阻不大于4Ω；油品管道始、末端和分支應(yīng)進(jìn)行接地，且接地電阻不大于30Ω。防雷接地、防靜電接地和電氣設(shè)備的工作接地和保護(hù)接地以及電信系統(tǒng)的接地組成統(tǒng)一的接地系統(tǒng)。室外接地裝置埋深為地面下1m，接地電阻不大于4Ω，如實(shí)測(cè)不符，應(yīng)增加能使之滿足要求的接地極。單體建筑物的接地極數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。站內(nèi)接地裝置可盡量利用原有的接地裝置，施工完成后檢測(cè)接地電阻值，如不滿足要求，應(yīng)補(bǔ)打接地極直至滿足要求為止。

2.2 防雷電電磁脈沖措施

2.2.1 電源系統(tǒng)SPD設(shè)計(jì)及安裝要求。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)的浪涌保護(hù)器。安裝的SPD間距應(yīng)符合規(guī)范的要求。SPD連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長(zhǎng)度不應(yīng)大于0.5m，受條件限制時(shí)，可采用凱文接線法。電壓開(kāi)關(guān)型SPD與限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜小于10m，限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜小于5m，否則應(yīng)采取相應(yīng)退耦措施。當(dāng)SPD具有能量自動(dòng)配合功能時(shí)，浪涌保護(hù)器間的線路長(zhǎng)度不受限制。

2.2.2 電子信息系統(tǒng)的防雷擊電磁脈沖措施。加油站火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、寬帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)等都應(yīng)該應(yīng)采取接地、屏蔽、等電位連接、合理布線及安裝浪涌保護(hù)器等措施，防止雷擊電磁脈沖引發(fā)的破壞。加油站信息系統(tǒng)的配電線路首、末端與電子器件連接時(shí)，應(yīng)裝設(shè)與電子器件耐壓水平相適應(yīng)的浪涌保護(hù)器。

2.3 等電位連接及接地

在各強(qiáng)弱電間、控制室、高壓變配電室等處設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)，相應(yīng)的該處所有金屬管道、支架等金屬構(gòu)架，PE線以及預(yù)埋件均與局部等電位聯(lián)結(jié)板聯(lián)結(jié)。地網(wǎng)用作電氣設(shè)備的工作接地和保護(hù)接地、防雷接地和防靜電接地以及電信系統(tǒng)接地。埋地油罐的罐體、量油口、阻火器等金屬附件進(jìn)行電氣連接并接地；加油機(jī)外殼、配電箱外殼及穿線鋼管與接地網(wǎng)可靠連接。所有線路埋深不小于0.5m，過(guò)路處穿鋼管保護(hù)、埋深不小于1m，所有配線電纜金屬外皮兩端、保護(hù)鋼管兩端均應(yīng)接地。

2.4 防靜電措施

加油站在油品的輸送過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的靜電，若不將這些靜電荷泄入大地會(huì)形成很高點(diǎn)位，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)爆炸事故，因此應(yīng)做好加油站的防靜電措施。

2.4.1 人體防靜電措施。工作人員應(yīng)穿戴防靜電工作服、鞋和手套，不得穿用化纖衣物。穿著防靜電鞋時(shí)，要考慮所穿襪子的導(dǎo)電性，嚴(yán)禁在鞋內(nèi)外粘貼絕緣墊。在進(jìn)入站區(qū)入口處應(yīng)設(shè)置消除人體靜電裝置?？刹捎檬谷艘子诮佑|的方式（如扶手）設(shè)置裸露的金屬接地物，接地裝置材料可采用一根∠50×50×5×2500的鍍鋅角鋼或者采用一根直徑不小于20mm、長(zhǎng)度為2.5m的鍍鋅圓鋼或鋼管，其接地阻值應(yīng)不大于100Ω。

2.4.2 設(shè)備防靜電措施。在灌裝汽油前，應(yīng)做好拖車的接地，并與卸油口做好等電位連接。各種金屬罐體、管道、設(shè)備和設(shè)施應(yīng)做好接地。平行敷設(shè)的金屬管道和構(gòu)架等長(zhǎng)金屬物，其凈距小于100mm時(shí)應(yīng)采用金屬線跨接，跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于30m；交叉凈距小于100mm時(shí)，其交叉處亦應(yīng)跨接。當(dāng)長(zhǎng)金屬物的彎頭、閥門(mén)、法蘭盤(pán)等連接處的過(guò)渡電阻大于0.03Ω時(shí)，連接處應(yīng)用金屬線跨接。不能有孤立的未接地的金屬物體（如加油管道金屬頭、加油泵等），并做好定期檢查。

3 結(jié)語(yǔ)

雷電災(zāi)害具有很大的破壞力，能導(dǎo)致建筑物受損、電子信息系統(tǒng)癱瘓、人員傷亡等事故，產(chǎn)生的損失巨大。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的快速提高，我國(guó)機(jī)動(dòng)車的數(shù)量激增，與之配套建設(shè)的機(jī)動(dòng)車加油站的數(shù)量也在增加。加油站作為重要的城市能源樞紐，在城市交通建設(shè)中起到了重要的作用，但是近些年加油站雷電事故頻發(fā)，破壞加油站建筑物和威脅到加油站周邊人員安全，進(jìn)而影響到城市的和諧發(fā)展。依據(jù)相關(guān)防雷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加油站進(jìn)行細(xì)致而縝密的綜合防雷設(shè)計(jì)，對(duì)科學(xué)做好防雷減災(zāi)、促進(jìn)安全生產(chǎn)、保障好經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50057-2010）[S].

（責(zé)任編輯：黃銀芳）