加油站防雷設計技術淺析

張遠(河南省防雷中心,河南鄭州 450003)

加油站防雷設計技術淺析

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,發生雷擊時極易引發事故,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著手,結合外部及內部防雷措施,設計一套系統的加油站防雷方案,進而消除防雷安全隱患。

加油站 防雷設計 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,因雷電災害引發的加油站事故頻發,做好加油站的綜合雷電防護顯得尤為重要。在設計加油站防雷時要嚴格按照規范要求,施工時驗收部門應嚴格把關,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 加油站現狀

1.1 防雷類別

加油站屬易燃易爆場所,依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》第3.0.3中的要求“具有1區或21區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。”[1]可認為加油站為二類防雷建筑物。

1.2 加油站隱患分析

大多數加油站建設規范,防雷設施齊全。但通過多年的防雷檢測發現,部分加油站存在設計缺陷、施工質量不過關的問題,普遍存在以下防雷安全隱患。

1.2.1 外部防雷系統

(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施。

1.2.2 內部防雷系統

電力系統:多數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雷防護設施、未設置接地裝置、未安裝電涌保護器,這種現象在山區及鄉村普遍存在,此類加油站極易遭受雷電波侵入以及由雷擊產生的電磁脈沖造成的雷擊事故。

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

靜電防護:在對加油站進行卸油時,應將油罐車與站內靜電夾進行有效連接,防止電火花起火引發事故。但多數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著手,結合外部及內部防雷措施,設計一套系統的加油站防雷方案,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,故不需裝設獨立避雷針。

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

站房的防雷設計:宜圍繞天面一周鋪設避雷帶(直徑不＜8mm的圓鋼)作為接閃器,避雷帶敷設路徑應涵蓋屋脊、屋角等易受雷擊部位;站房通常為鋼筋混凝土結構,可利用站房樁內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＞18m,并在室內外取適當地點設置連接板,從而起到將站房內金屬構件及各電氣設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置,為確保接地可靠,每個金屬油罐的接地點不應少于兩處,接地體應在距離罐壁3m之外的地點設置。輸油管道的始、末端和拐彎、分支處應分別接地。管道法蘭盤的連接螺栓少于5根時,應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雷電流。

2.3 防靜電措施

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

管溝敷設或地上的輸油管道,其始、末端和分支處均應設防靜電和防雷電感應的綜合接地裝置,每隔12m設置一處接地裝置。加油機的外殼應做保護接地,以防漏電傷人,且接地極應選在距加油機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,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,應將油槍與車輛油箱口接觸,以便構成通路,防止產生靜電。

3 電力、信息系統防雷設計

電力、通信系統的雷電防護是加油站防雷系統中的重要組成部分,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、信息機房,造成用電設備擊穿損壞甚至引發火災,因此完善加油站電力、通信系統的雷電防護措施具有重要的意義。

3.1 電力系統防雷設計

電力線應埋地進入加油站,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小于2 √ρ(ρ為當地土壤電阻率,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,鋪設路徑應遠離防雷引下線及接地體,避免產生電磁感應,以降低雷電危害。

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

3.2 通信系統防雷設計

通信系統中的電話線、網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備終端的損毀,為防護設備終端應使通信線路套裝金屬管埋地入室,金屬管兩端進行接地,并與其他接地系統進行等電位連接。在設備終端上安裝相匹配的信號避雷器,在計算機及監控系統電源處使用防雷插座,進而提升通信系統的雷電防護水平。

4 加油站接地設計

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

5 結語

加油站的防雷系統是由站房建筑物、油罐區、卸油區、加油區、電力系統、信息系統等組成的綜合防雷系統。通過設置系統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《建筑物防雷設計規范》.

[2]GB50156-2012《汽車加油加氣站設計與施工規范》.