淺析加油站電氣防雷工程設計施工
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【摘 要】本文通過對加油站所處環境特點、系統特點中雷電災害各因素的分析，根據其特點對加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護和接地，加油站電源、信號系統的雷電防護等，依據GB50057、GB50343、GB50156等標準對雷電防護的要求，提出了系統的解決方案。
【關鍵詞】加油站;電氣防雷工程;方案;設計;施工
加油站一旦發生雷擊并引發火災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計作為防雷工作的重中之重，從源頭上消除雷擊隱患。
1.加油站的環境特點
加油站一般位于公路邊，多屬于空曠地區的孤立建筑物，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特點：1）地理位置：加油站通常設在城區、郊區、山區、鄉村、高速公路等道路邊的開闊地帶，四周較為空曠;2）建筑物防直擊雷設計不規范：有的加油站站房未安裝防直擊雷設施，明敷防雷引下線未沿外墻最短垂直路徑接地。3）電源系統：一般加油站的380V交流供電線路是架空明線接入至站區附近再地埋引入建筑的。在鄉村和山區有時根本沒有地埋措施，未安裝電涌保護器，因此非常容易感應雷電電磁脈沖。4）通信網絡系統：引入加油站的電話線、監控設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器（SPD）做雷電防護措施。5）靜電防護：加油站加油機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，不符合規范要求。
從以上幾個特點不難發現，從雷電防護角度來看，加油站一般都運行于“高風險”環境下，即對于雷害風險的“暴露程度”很高，因此需要加強雷電防護措施。
2.加油站防雷等級的確認
按照GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》第2.0.3條的要求，“具有1區爆炸危險環境的建筑物，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按第二類防雷建筑物進行設計。
3.加油站直擊雷防護設計
1）、建筑物、構筑物的防雷設計。
加油站的建筑物、構筑物一般由罩棚、辦公樓、配電室及其它附屬建筑物組成。依據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010確定汽車加油站的建筑物防雷類別為二類建筑物，不需要單獨裝設接閃桿。辦公樓和附屬建筑物一般采用鋼筋混凝土結構。防雷接閃器設計：宜采用裝設在建筑物上的接閃網（帶）或接閃桿或由其混合組成的接閃器。接閃網應建筑物沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網格。加油站罩棚一般采用鋼架結構，其棚頂采用金屬屋面，可直接利用其作為接閃器，不用再另設接閃桿或接閃帶（屋頂有其他需要保護的物體除外）。
加油站的建筑物、構筑物防雷引下線設計：由于站區內建筑物、構筑物一般采用鋼筋混凝土結構和鋼架結構，鋼筋混凝土結構應利用樁內兩條對角主筋作為自然引下線，引下線間距不大于18米，引下線不應少于2根，應沿建筑物周圍均勻布置。
加油站機房、配電室應設置均壓環，均壓環必須可靠良好接地，應將均壓環與建筑物接地進行可靠焊接。將站房內所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼以及所有進出站房的金屬管道等金屬構件進行電氣連接，并接至均壓環上，以均衡電位。
加油站的建筑物、構筑物防雷接地裝置設計：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、電氣設備工作接地、保護接地、信息系統的接地、等電位連接帶、建筑物金屬構件采用共用接地，以達到均壓、等電位以減小各種接地設備之間、不同系統之間的電位差。
接地電阻要求：加油站的地網分為直擊雷保護接地（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）四個部分。當采用統一接地時，接地電阻值應按最小值確定，接地電阻要求≤4Ω。
2）油罐區的防雷設計
油罐區防雷設計：一般采用呼吸閥作為接閃器（高度4-5m），當利用呼吸閥作為接閃器時，應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形接地，其接地點不應少于兩處，其間弧形距離不宜>30m，接地體距罐壁應不小于3m。
輸油管道的始、末端和拐彎、分支處應分別接地，每間隔12米做一次接地，接地電阻≤4Ω;油罐區的接地應采用共用接地裝置，并在各處做等電位連接。
4、電源配電系統雷電防護設計
380/220V供配電系統宜采用TN-S系統，電纜應穿鋼管埋地進入加油站，電纜金屬外皮或電纜金屬保護管兩端均應接地，在供配電系統的電源端應安裝與設備耐壓水平相適應的過電壓（電涌）保護器。供電系統電纜金屬外皮或電纜金屬保護管兩端均應接地，其目的是封鎖電磁效應，減少或削弱雷電危害，防止雷擊事故。
1）加油站電源系統設計方案：
電涌保護器的選擇
a）動作電壓的選擇
變壓器低壓側的電涌保護器其三相電壓為動作電壓;U0 = 400V
b）電涌保護器的通信容量選擇
首級電涌保護器雷電沖擊電流的選擇
對于本系統電源線路的特點，按《建筑物防雷設計規范》要求每線標稱放電電流不宜小于15KA的要求。首級電涌保護器的每相標稱放電電流應大于15KA（10/350μS）。
次級電涌保護器標稱放電電流的選擇
對于本系統采用的非屏蔽電纜線路，次級電涌保護器的每相標稱放電電流應大于20KA（8/20μS）。精密設備保護需選用防雷插座，其體積小，可以與設備靠得很近。
5、電子信息設備防雷設計
加油站的電子設備主要為：監控設備、通信設備、液位儀檢測設備等。在雷擊發生時，產生巨大瞬變電磁場，在1KM范圍內的金屬環路，如網絡、信號及通訊金屬連線等都會感應到雷擊，將會影響網絡、信號及通訊系統的正常運行甚至徹底破壞系統。
加油站信息系統防雷應從等電位連接與共用接地系統、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護器進行綜合設計。
1）、電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管（槽）、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地和安全保護接地及浪涌保護器接地端等均應以最短的距離與等電位連接網絡的接地端子連接。
2）、電子信息系統設備主機房宜選擇在建筑物中心部位，其設備應遠離外墻結構柱，設置在雷電防護區的高級別區域內，當電子信息系統設備為非金屬外殼，且機房屏蔽未達到設備電磁環境要求時，建議安裝金屬屏蔽網或金屬屏蔽室。金屬屏蔽網、金屬屏蔽室應與等電位接地端子板連接。
3）、信號線路線纜應采用帶有金屬屏蔽層的線纜或套入金屬管的辦法進行敷設。在室外應埋地敷設進入建筑物;在樓內一般采用金屬屏蔽槽垂直敷設和水平敷設方式進入機房。
4）本方案中網絡、信號設備防護方面，在液位儀檢測儀引出的液位儀控制線上安裝額定負載電流1～1.5A的大功率特殊信號電涌保護器，用于液位儀檢測儀信號線路的保護。在加油機總控制線上安裝精密的控制信號電涌保護器，用于加油機總控制線路的保護。
結束語
加油站作為雷電高風險地區，應從外部防雷、內部防雷進行考慮，注重等電位連接與共用接地系統、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護器綜合防護、在實際的防雷工程設計中，還需根據各類設備的特點和防護對象的實際情況靈活應用、綜合考慮，才能獲得良好的效果。
參考文獻：
[1] 《汽車加油加氣站設計與施工規范》GB50156—2012
[2] 《石油與石油設施雷電防護規范》GB15599—2009
（作者單位：天津高德朗益科技有限公司）
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