江一濤

福建省寧德市氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心 福建 寧德 352100

概述

在日常接觸的汽車加油站電氣設(shè)計(jì)中，經(jīng)?？吹疥P(guān)于加油站接地體接地電阻值的設(shè)計(jì)條款為“防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)計(jì)的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻值不大于1Ω”，在實(shí)際工程中，由于受到加油站所處地點(diǎn)土壤電阻率影響，其最終接地電阻值很難達(dá)到≤1Ω的要求，這就要求必須增設(shè)人工接地體進(jìn)行補(bǔ)償，但由于場地所限，施工難度較大。部分設(shè)計(jì)者會(huì)因此更改設(shè)計(jì)為“防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)計(jì)的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地等，單獨(dú)設(shè)置接地裝置，其接地電阻值不大于4Ω”，該設(shè)計(jì)雖然放寬了接地電阻值的要求，但由于要求各接地體獨(dú)立設(shè)置（地下必須保持大于3米的安全距離），施工難度更大了，《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中也明確說明“在一棟建筑物中設(shè)置了獨(dú)立接地體，在動(dòng)態(tài)條件上實(shí)際上是把人身安全和設(shè)備安全放在第二位，這是不對(duì)的”。本文綜合以上情況，結(jié)合接地體的計(jì)算以及國家規(guī)范條文的相關(guān)要求，僅對(duì)共用接地體的情況進(jìn)行分析，希望能給出一個(gè)汽車加油站接地體工頻接地電阻值更加合理的參考意見。

1 接地電阻的計(jì)算值和規(guī)范要求

1.1 接地電阻計(jì)算值

一加油站占地面積為10000㎡，所處位置土壤電阻率為300Ω·m（該取值為GB/T 21431-2015附錄B表1中的中等土壤狀況），我們以自然接地體設(shè)計(jì)最優(yōu)情況考慮，設(shè)計(jì)沿加油站最邊緣敷設(shè)水平接地極為主的閉合復(fù)合型接地網(wǎng)，這樣接地網(wǎng)面積可達(dá)到10000㎡，如地網(wǎng)為正方形，則接地網(wǎng)外緣總長度為400m，如水平接地極每間隔5m一條，則水平接地極總長度為4000m，假設(shè)該水平接地極等效直徑能達(dá)到2㎡，埋設(shè)深度為0.5m，經(jīng)計(jì)算，其接地阻值為1.28Ω。

1.2 規(guī)范要求

《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[1]》GB50156-2012第11.2.2條第1款“防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)計(jì)的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻值應(yīng)按其中接地電阻要求最小的接地電阻值確定”。這個(gè)條款說明了兩個(gè)問題。首先，各系統(tǒng)接地宜共用接地裝置；其次，對(duì)于接地裝置的接地電阻值雖然并未明確做出數(shù)值上的規(guī)定，但也表明了應(yīng)按各不同接地的最小值來進(jìn)行確定。

2 接地電阻設(shè)計(jì)值合理性分析

（1）計(jì)算值的分析。對(duì)于某加油站接地體的工頻接地電阻值的計(jì)算上文中已經(jīng)舉出實(shí)例，在土壤電阻率居中的情況下，其地網(wǎng)面積、接地極等效直徑、埋設(shè)深度、水平接地極總長度應(yīng)該說已經(jīng)達(dá)到了很高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，普通的加油站是很難達(dá)到這種標(biāo)準(zhǔn)的。

（2）規(guī)范條文分析。對(duì)于加油站來說，接地體的設(shè)置主要用于防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)計(jì)的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地。由于《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中表明了，應(yīng)按各系統(tǒng)接地的最小值來進(jìn)行確定共用接地的阻值，那么只要明確了這些不同的接地對(duì)于阻值的要求，從其中找出最小值就可以了。

《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[1]》第11.2.2條第2款“當(dāng)各自單獨(dú)設(shè)置接地裝置時(shí)，油罐、LPG儲(chǔ)罐、LNG儲(chǔ)罐和CNG儲(chǔ)氣瓶（組）的防雷接地裝置的接地電阻、電氣系統(tǒng)的工作和保護(hù)接地電阻不應(yīng)大于4Ω，地上油品、LPG、CNG和LNG管道始、末端和分支處的接地裝置的接地電阻，不應(yīng)大于30Ω”；第11.2.15條“防靜電裝置的接地電阻不應(yīng)大于100Ω”。這兩個(gè)條款分別對(duì)單獨(dú)設(shè)置時(shí)防雷接地、電氣設(shè)計(jì)的工作接地和保護(hù)接地、防靜電接地的阻值做出了要求，如按照最小值來確定，結(jié)合以上兩個(gè)條款來看，接地阻值應(yīng)為不大于4Ω，但該規(guī)范對(duì)于加油站內(nèi)的站房和罩棚等采用屋面接閃帶（網(wǎng)）或金屬屋面做防雷保護(hù)的接地以及信息系統(tǒng)接地的阻值在數(shù)值上并未明確。

對(duì)于加油站內(nèi)的站房和罩棚的屋面接閃帶（網(wǎng)）或金屬屋面防雷接地的阻值要求，查找了《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[2]》GB50057-2010。對(duì)于大多數(shù)汽車加油站而言，其防雷類別應(yīng)為第二類，對(duì)于專設(shè)引下線的沖擊接地電阻值要求不大于10Ω，即對(duì)于獨(dú)立的防雷接地系統(tǒng)而言，其站房和罩棚的防雷接地電阻值不大于10Ω即可。

對(duì)于信息系統(tǒng)的接地阻值要求，在《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[1]》GB50343-2012和《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174-2017（原《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》）與《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中對(duì)于信息系統(tǒng)接地電阻值的描述基本一致，但均未說明具體數(shù)值。

《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[3]》GB/T 21431-2015中第5.4條的表3注1中，描述為“加油加氣站防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)接地當(dāng)采用共用接地裝置時(shí)，其接地電阻不應(yīng)大于4Ω”，其對(duì)于共用接地情況下的接地電阻值有比較明確的規(guī)定為≤4Ω。

（3）原理分析。從雷電造成的過電壓基本計(jì)算公式U=IR+L(di/dt)來分析，IR（雷電流和接地電阻的乘積）項(xiàng)對(duì)于建筑物內(nèi)某一小范圍內(nèi)互相連接在一起的金屬物（包括防雷裝置）來說都是一樣的，它們之間的電位差與防雷裝置的接地電阻無關(guān)，也就是說，在加油站已經(jīng)采取了較為嚴(yán)格的各種金屬物與防雷裝置之間的等電位連接措施時(shí)，不必要求很低的接地電阻。

對(duì)于信息系統(tǒng)而言，由于現(xiàn)代電子系統(tǒng)絕大多數(shù)為數(shù)字化系統(tǒng)，其工作頻率為數(shù)十至數(shù)百兆赫茲。當(dāng)電子系統(tǒng)的功能性接地流過高頻電流時(shí)，其接地阻抗和感抗將增至很大，其數(shù)值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了工頻接地電阻值，在這種情況下，要求功能性接地電阻做到很低（0.5～1Ω）是毫無意義的。

3 結(jié)束語

對(duì)于汽車加油站接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，宜采用共用接地裝置，其工頻接地電阻值的設(shè)計(jì)要求為不大于4Ω是較為合理的。