王惟晨，張 軍

（1.酒泉市氣象局，甘肅 酒泉735000；2.酒泉市蘭天科技開(kāi)發(fā)公司，甘肅 酒泉735000）

雷電是一種伴有閃電和雷鳴的放電現(xiàn)象，也是大氣現(xiàn)象中最重要的一種。雷電放電瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)大電流會(huì)造成巨大的破壞和電磁干擾，可危及國(guó)民財(cái)產(chǎn)和人類生命安全。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量急速增加，而加油站作為汽車等機(jī)動(dòng)車輛燃料的重要補(bǔ)充站，近年來(lái)它的數(shù)量也呈現(xiàn)出增加快、分布廣的趨勢(shì)。且加油站營(yíng)業(yè)的建筑面積都不大，不便于實(shí)施全面多級(jí)的防雷保護(hù)方案，這也在一定程度上導(dǎo)致部分加油站存在防雷安全隱患，所以加強(qiáng)對(duì)加油站的防雷裝置安全檢測(cè)尤為重要[1]。

1 檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

1.1 防直擊雷裝置檢測(cè)

加油站防直擊雷裝置檢測(cè)范圍包括站內(nèi)建筑物、加油區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)的接地情況。直擊雷防護(hù)裝置主要有接閃器、引下線，其接地電阻如果是公用接地系統(tǒng)，則要求小于等于4Ω，獨(dú)立接地電阻要求小于等于10Ω。接閃器、引下線金屬表面最好涂刷防銹漆，在接閃帶、引下線轉(zhuǎn)角處應(yīng)做成鈍角狀弧形加以保護(hù)。

1.1.1 站內(nèi)建筑物

防直擊雷檢測(cè)的建筑物包括加油站營(yíng)業(yè)廳、防曬棚、配電室、發(fā)電機(jī)房和鍋爐房（部分加油站沒(méi)有），建筑構(gòu)造一般為框架結(jié)構(gòu)。接閃器一般會(huì)用避雷針、接閃帶（網(wǎng)）或金屬屋面等。檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意檢查接閃器是否按照規(guī)范要求選取材料施工，是否存在銹蝕、斷裂、倒伏等現(xiàn)象[2]，判斷引下線敷設(shè)方式是明敷的方式還是暗敷的方式，接地裝置施工是否符合規(guī)范等。檢測(cè)防曬棚時(shí)，一般在防曬棚支柱上會(huì)預(yù)留防雷測(cè)試點(diǎn)并標(biāo)識(shí)開(kāi)口，打開(kāi)蓋子進(jìn)行檢測(cè)，支柱上的檢測(cè)點(diǎn)按照規(guī)范應(yīng)做斷接卡設(shè)置，至少選擇對(duì)角的兩個(gè)防雷測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并記錄測(cè)試阻值。如果檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑物屋面裝有設(shè)備或金屬構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)用“滾球法”計(jì)算其是否處于接閃器保護(hù)范圍之內(nèi)，若處在保護(hù)范圍之外，應(yīng)單獨(dú)增加接閃器保護(hù)，或者選取符合規(guī)范要求的連接導(dǎo)體與屋面接閃器進(jìn)行等電位連接。計(jì)算保護(hù)范圍所運(yùn)用的“滾球法”如圖1所示。

圖1 “滾球法”計(jì)算保護(hù)半徑簡(jiǎn)圖

地面避雷針保護(hù)半徑：

hx高度水平面上避雷針保護(hù)半徑：

式（1）（2）中：r0為避雷針在地面的水平保護(hù)半徑；hr為滾球半徑；h為避雷針高度；rx為避雷針在hx高度水平面的避雷針保護(hù)半徑；hx為水平高度。

1.1.2 加油區(qū)

加油區(qū)位于防曬棚下，用防曬棚柱內(nèi)主筋作為引下線并設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)位，引下線應(yīng)不少于2根。檢測(cè)項(xiàng)目主要有加油機(jī)、加油槍、斷接卡、可燃?xì)怏w探測(cè)器、靜電釋放按鈕等，所有檢測(cè)點(diǎn)的接地電阻測(cè)試值應(yīng)符合規(guī)范要求。若加油區(qū)裝置是共用接地裝置，則接地電阻應(yīng)按照規(guī)范要求最小的電阻值確定。

1.1.3 儲(chǔ)罐區(qū)

儲(chǔ)罐區(qū)的每個(gè)儲(chǔ)油罐至少應(yīng)該有2個(gè)接地點(diǎn)，檢測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)油罐高度來(lái)測(cè)量罐壁的厚度。罐壁厚度小于4 mm時(shí)要做好直擊雷防護(hù)；罐壁厚度大于等于4 mm時(shí)，則需增設(shè)接閃器對(duì)其進(jìn)行保護(hù)[3]。檢測(cè)要求單獨(dú)防雷裝置接地體與儲(chǔ)油罐罐壁間的間距大于等于3 m，接地測(cè)試點(diǎn)電阻值應(yīng)小于等于10Ω。同時(shí)檢查儲(chǔ)油罐是否做了環(huán)形防雷接地，弧形距離小于等于30 m[4]。

1.2 防感應(yīng)雷檢測(cè)

在閃電過(guò)程中，強(qiáng)大的放電電流會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁感應(yīng)，閃電放電時(shí)在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)雷是由于單一雷云帶電的單極性，會(huì)在金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出大量的反極性束縛電荷。而金屬導(dǎo)體遠(yuǎn)離帶電積云端產(chǎn)生的電荷在金屬導(dǎo)體與雷云之間，金屬導(dǎo)體自身產(chǎn)生出很高的感應(yīng)電壓，其電壓幅值可達(dá)到幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)伏。由麥克斯韋電磁理論可知，變化著的電場(chǎng)伴隨變化著的磁場(chǎng)，變化著的磁場(chǎng)也伴隨變化著的電場(chǎng)。所以說(shuō)，電磁感應(yīng)雷是由周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)引起的，雷電放電時(shí)產(chǎn)生巨大的沖擊雷電流。雷電感應(yīng)除了會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備失效外，還可能產(chǎn)生電火花，導(dǎo)致加油站儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)存的原油起火甚至爆炸，造成巨大損失。因而對(duì)加油站內(nèi)的金屬物、生產(chǎn)設(shè)備等進(jìn)行接地和等電位連接尤為重要[5]。

1.2.1 電磁屏蔽

對(duì)于引入加油站的交流電源、電話線以及通訊線路等，必須檢查其是否埋入、是否對(duì)其進(jìn)行了金屬保護(hù)、金屬管和屏蔽層兩端是否處于可靠接地狀態(tài)。檢查進(jìn)入加油站的埋地或架空金屬管道是否在進(jìn)入建筑物位置或防雷區(qū)交界處同防雷接地裝置做等電位連接，并按規(guī)范檢查連接質(zhì)量[6]。在進(jìn)入加油區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查輸油管道接地情況。一般情況下，進(jìn)入加油站架空金屬管道要在距離加油站25 m處接地。

1.2.2 等電位連接

在檢測(cè)加油站防雷裝置時(shí)，檢測(cè)加油站建筑的金屬物、線纜金屬外皮、管道等設(shè)備的等電位連接狀況十分必要。加油機(jī)、加油槍、卸油口等金屬末端等電位連接過(guò)渡電阻應(yīng)小于等于0.03Ω。認(rèn)真檢測(cè)輸油管道閥門、法蘭盤等連接處的金屬線跨接情況，若法蘭盤上螺栓超過(guò)5個(gè)，且處于非腐蝕狀態(tài)下，可不進(jìn)行跨接，但要保證電氣連通。在檢測(cè)加油機(jī)、加油槍、儲(chǔ)油罐、管道等大型金屬構(gòu)件時(shí)，要檢查是否可靠接地；檢查管溝或地上敷設(shè)油品管道始、末端、分支處是否安裝有接地裝置；認(rèn)真查看是否與儲(chǔ)油罐之間做了可靠的電氣連接[7]。

1.2.3 防靜電

防雷檢測(cè)人員工作室必須穿防靜電服和防靜電鞋，靜電接地線不可同防直擊雷接地線共用。檢測(cè)加油區(qū)靜電夾、加油槍靜電接地線情況時(shí)，專設(shè)的靜電釋放儀接地阻值應(yīng)小于等于100Ω[8]。若防感應(yīng)雷與防靜電感應(yīng)共用一個(gè)接地裝置，則要確保工頻接地電阻值小于等于30Ω。

1.2.4 防電磁脈沖

選用安裝合適的浪涌保護(hù)器（SPD），多級(jí)保護(hù)，可有效防止閃電電涌侵入。配電室電柜內(nèi)安裝的SPD為第一級(jí)，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，一般應(yīng)選用一級(jí)試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器；隨后檢查配電箱內(nèi)開(kāi)關(guān)的電源側(cè)是否安裝Ⅱ級(jí)試驗(yàn)的SPD，若已安裝，則檢查SPD類型、相關(guān)參數(shù)和安裝情況[9]。浪涌保護(hù)器接地電阻檢測(cè)值應(yīng)小于等于4Ω。

2 安全隱患分析

2.1 防雷安全意識(shí)不到位

目前，雖然各個(gè)加油站都能按照防雷設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)站內(nèi)的防雷設(shè)施，電源線路布局等設(shè)備也符合國(guó)家規(guī)定，但由于部分加油站受經(jīng)營(yíng)性質(zhì)影響，并沒(méi)有尋求專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)加油站內(nèi)的建筑設(shè)施防雷裝置進(jìn)行定期安全檢測(cè)，時(shí)常忽視防雷裝置的安全問(wèn)題。出現(xiàn)這種情況的根源在于加油站經(jīng)營(yíng)者和工作人員的安全意識(shí)不到位，多數(shù)工作人員都認(rèn)為“打雷”并不會(huì)對(duì)加油站財(cái)產(chǎn)、人員安全造成多么嚴(yán)重的危害，往往忽略了設(shè)備接地等“小問(wèn)題”。加油站經(jīng)營(yíng)者應(yīng)提高責(zé)任意識(shí)，定期對(duì)工作人員進(jìn)行防雷安全教育，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)整改，配合專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)按期開(kāi)展防雷裝置檢測(cè)，在檢測(cè)的同時(shí)可邀請(qǐng)專業(yè)防雷技術(shù)人員開(kāi)展防雷講座，在保障加油站的設(shè)備、人員安全的同時(shí)，也節(jié)省了講座的開(kāi)支，以期提高人員安全意識(shí)，警鐘長(zhǎng)鳴。

2.2 防雷設(shè)施存在問(wèn)題

隨著當(dāng)下汽車數(shù)量增長(zhǎng)迅速，部分體私營(yíng)加油站也在一定程度上提高了機(jī)動(dòng)車燃油需求，特別是在一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這類加油站常設(shè)置在人員較密集的地段，出于經(jīng)營(yíng)成本原因，很多加油站的一些配件存在防雷安全隱患。比如，加油槍未接地或出現(xiàn)接地不良現(xiàn)象，很容易因靜電放電產(chǎn)生火花而引起火災(zāi)事故，嚴(yán)重情況下還會(huì)引發(fā)人員傷亡。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是加油槍與輸油軟管的螺紋接口很難連接，設(shè)備老化或者油槍壓力增大而出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象[10]。此外，部分加油站配電室控制柜與UPS前端未安裝第二級(jí)SPD，總配電柜的SPD規(guī)格型號(hào)不符合要求，營(yíng)業(yè)廳內(nèi)的無(wú)線Wi-Fi未設(shè)置防雷保護(hù)裝置，部分建筑物后期加裝的空調(diào)、太陽(yáng)能熱水器等金屬物沒(méi)有與接閃帶做等電位連接等。因此，在安裝SPD時(shí)一定要根據(jù)規(guī)范要求操作，確保所有的線路都在保護(hù)范圍內(nèi)。為確保安全運(yùn)行，應(yīng)安裝第二級(jí)SPD，并做等電位連接PE線，降低雷電電磁脈沖對(duì)加油站的影響。

2.3 卸油區(qū)無(wú)防靜電接地裝置

卸油區(qū)裝卸成品油時(shí)，油品流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生自由電荷或電離子，從而使帶有正、負(fù)電荷的靜電荷出現(xiàn)在油品和管道帶上。當(dāng)靜電荷聚集到一定程度時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花，引發(fā)靜電事故，嚴(yán)重情況會(huì)威脅加油站人員生命安全。因此，在卸油區(qū)設(shè)置防靜電接地裝置十分必要，接地電阻測(cè)試值應(yīng)在10Ω以內(nèi)。卸油時(shí)及時(shí)連接靜電磁頭與油罐車的卸油罐本體，以防靜電現(xiàn)象產(chǎn)生，確保安全卸油。

2.4 防雷工程設(shè)計(jì)不規(guī)范

按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，加油站屬于二類建筑物。部分運(yùn)營(yíng)中的加油站，特別是個(gè)體經(jīng)營(yíng)的加油站在防雷設(shè)計(jì)方面同規(guī)范要求差距很大。站內(nèi)的避雷引下線大都選擇主鋼筋替代，僅僅為了設(shè)計(jì)美觀而未考慮到引下線與接地極之間的間距。部分防雷隱藏工程的獨(dú)立接閃針、室內(nèi)防直擊雷設(shè)備等不完善，防曬棚各立柱接地電阻值檢測(cè)結(jié)果不一致，極易引發(fā)地電位反擊[11]。

3 結(jié)語(yǔ)

加油站存在的價(jià)值在于為機(jī)動(dòng)車提供燃料補(bǔ)給，加強(qiáng)安全管理才能真正保障經(jīng)濟(jì)效益。加油站遭受雷擊事件在中國(guó)時(shí)有發(fā)生，會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)造成損失，嚴(yán)重的雷擊事故會(huì)影響人員的生命安全[12]。所以加油站在日常運(yùn)行中，開(kāi)展防雷安全檢測(cè)顯得十分必要。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)加油站各重點(diǎn)設(shè)施環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患點(diǎn)并整改。加油站也要加強(qiáng)工作人員的安全教育，特別是個(gè)體經(jīng)營(yíng)的加油站，提高員工的安全防范意識(shí)，配合防雷技術(shù)人員做好站內(nèi)防雷裝置檢測(cè)工作，保障人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，防患于未然。