杭州石油公司小河油庫雷電防護

摘 要：油庫是儲存、供應各種石油商品的重地，雷電安全工作特別重要。一旦發生雷擊事故，會造成相當嚴重的后果。文章根據杭州石油公司小河油庫的自身性質、所在地的氣候條件、土壤類型、雷暴特征等綜合因素，并結合相關的防雷規范和實際勘測中的相關資料，對杭州石油公司小河油庫的裝卸碼頭、儲油罐區等場所做出了相應的雷電防護方案，從接閃分流、屏蔽、接地、合理布線、等電位連接方面做好各項技術措施，形成了一套全面有效的雷電防護系統，從而達到綜合防雷的目的，最大限度地降低雷電給石油庫站造成的危害。

關鍵詞：碼頭；直擊雷防護；接地裝置；等電位連接；雷電電磁脈沖

1 概述

石油庫系統是石油的中轉系統，是收發和儲存汽油、柴油、液化氣及石化產品的油庫系統。若石油庫系統遭到雷擊，會產生不可估計的后果，將會對人們的財產人身安全構成嚴重威脅。文章基于現代防雷技術“整體防護、綜合治理、層層設防”的整體防御思想，以杭州石油公司小河油庫的雷電防護系統為例，探討下關于油庫的綜合雷電防護工程。

2 現場勘測

現場勘察結果：

杭州石油公司小河油庫主要由辦公樓、水運裝卸碼頭、儲油灌區組成。

小河油庫的辦公樓主要負責油庫的運行、行政管理以及生活管理，其長30m，寬17m，高12m，共四層，建筑采用鋼筋混凝土的結構。

小河油庫碼頭位于京杭運河杭州市區段上，是油庫的水運裝卸區。碼頭平臺南北長120m，東西寬10m，引橋長約300m，鋼筋混凝土結構。碼頭設計水深12m，實際水深16m，纜墩間距240m。

小河油庫的儲油罐區主要儲存汽油、柴油、燃料油和原油，油罐區主要由油罐、防火堤等組成，油灌區由8個容量為1000m3柱形罐體組成，柱形罐體高6m，底部圓的半徑為7.3m。

3 油品裝卸碼頭的防雷設計

碼頭平臺上設有化工油品裝卸設備、監控裝卸控制室及裝有攝像設施或照明燈的金屬桿，引橋兩側為架空金屬管道。

根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010的相關條款，建筑物具有1區爆炸環境，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者，應劃為第一類防雷建筑物。

結合小河石油庫油品裝卸碼頭的自身特點和所處地方的周邊環境應當把油品裝卸碼頭的防雷類別劃分為一類，雷電防護措施應按照《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010中關于一類建筑物的有關規定進行設計。

3.1 防直擊雷措施

3.1.1 碼頭平臺的防直擊雷措施

對于碼頭平臺的防直擊雷措施可利用其平臺四周的金屬護欄作為接閃帶，這樣就能很好的保護碼頭平臺。但必須強調的一點，金屬護欄要與平臺鋼架結構立柱內的鋼筋做可靠的電氣連接，從而利用立柱作為引下線，柱基作為接地體，使其各部件之間均應連成電氣通路。

3.1.2 平臺上設備的防直擊雷措施

平臺上石油裝卸設備、照明燈桿、裝有監控攝像設施的金屬桿、各種消防設施、液體石油化工品裝卸控制室等均安裝在碼頭平臺的東側且緊靠平臺邊緣。石油裝卸設備高2.8m，東、西寬2.5m，其他裝置設施高度均<2.8m，寬度≤2.5m，因此在設計接閃器時只要考慮石油裝卸設備在其保護范圍內即可。

結合碼頭平臺的結構特點（即長120m、寬10m），考慮到保護的有效性和可實行性問題，防直擊雷的措施宜采用裝設架空接閃線的方式。

當采用裝設獨立架空接閃線的方式來防止直擊雷時，考慮到碼頭平臺上已有安裝設備的條件制約，宜設置四只等高鋼架結構支架，鋼架與碼頭承臺及立柱內部鋼筋焊接，每兩只支架間距36m。其次應考慮架設接閃線的支架的高度：石油裝卸設備的高度為2.8m，架空接閃線的支架及其接地裝置至被保護建筑物及與其有聯系的管道、電纜等金屬物之間的間隔距離應大于3m，當等高支架間隔距離小于120m時，架空接閃線中點的弧垂宜取2m，因此裝設接閃線的支架的高度宜高出碼頭平臺7.5m。

平臺上被保護石油裝卸設備距水面的高度hx=9m，滾球半徑hr=30m，接閃線距水面的高度h=14m。

以水面為假想“地面”，通過上述公式來計算出石油裝卸設備是否在架空接閃線的保護范圍內，計算結果如下：

通過計算得出，通過架設接閃線可以滿足平臺上設備的直擊雷防護。

3.1.3 碼頭平臺接地裝置的選擇

接閃線支架及引下線的接地電阻按照規范要求應小于10Ω。考慮到接閃線支架的接地裝置含有足夠的鋼筋可以形成很好的雷電泄流通路，由于水中的土壤電阻率很低，可以滿足規范的要求，同時每根支架下敷設長2.5m的垂直接地體，可以滿足其接閃器的接地要求。

3.2 防閃電感應的措施

通向碼頭平臺的各種金屬管道是沿引橋的兩側平行架空敷設，長度約為300m。平行敷設的金屬管道，其凈距小于100mm時，應每隔30m采用截面積為16mm2的銅絞線進行跨接；當管道交叉凈距小于100mm時，其交叉點應用金屬線跨接。金屬管道進入油罐區或裝卸現場時，要與罐區和裝卸現場的防雷接地裝置相連接。

油品裝卸碼頭，設置與油船跨接的防靜電接地裝置。此接地裝置應與碼頭上的油品裝卸設備的防靜電接地裝置合用。

各種金屬管道的法蘭盤和閥門的連接處應用金屬跨接線。對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕性環境下，可以不用跨接，但之間應構成電氣通路。須采用金屬跨接線，跨接線宜采用多股銅絞線，其截面積不應小于16mm2。

管路系統所有的金屬部件，包括護套電纜的金屬鋼管應采取可靠接地。管路的始、末兩端、拐彎處、分支處及直線段每隔200m處均應有一處接地。裝卸現場各種金屬設備及構件，均應作等電位連接并接地。防雷電感應的接地裝置應與電氣和電子系統的接地裝置共用，其工頻接地電阻不宜大于10Ω。防閃電感應的接地裝置與架空接閃線的接地裝置之間的間隔距離應大于3m。

3.3 防閃電電涌侵入的措施

遠處的雷電擊中線路或因電磁感應產生的極高電壓，由室外電源線路和通信線路傳至碼頭平臺，損壞電氣設備。

（1）架空金屬管道，在進出碼頭處，應與防閃電感應的接地裝置相連，在引橋兩側架設處，各種金屬管道宜在每個橋墩處接地。

（2）進入碼頭平臺的電纜線、通信線宜穿金屬管直接埋地引入，若電纜線沿引橋的兩側平行架空敷設，且與化工油品輸送管道平行敷設時，兩者間距不應小于300mm，交叉時不應小于20mm。在進入設備或其他建筑物內部的設備前段宜安裝相應的浪涌保護器。

4 儲油罐區的防雷設計

4.1 油罐區的直擊雷防護

對于石油庫的鋼制儲罐（罐壁厚度不小于4mm），在灌頂裝有無阻火器的呼吸閥時，應沿罐頂邊緣敷設一圈接閃帶（宜采用熱鍍鋅圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑不應小于8mm，扁鋼截面積不應小于50mm2，厚度不應小于2.5mm），利用其自身罐壁作為引下線，同時設置獨立的接地體。

油罐的接地裝置采用環行接地體的形式，接地體采用DN50的鍍鋅鋼管，長度為2.5m，埋地深度為0.5m，且接地體距儲罐的距離不小于3m，油罐接地體之間的距離為3m。接地體與罐壁的連接均采用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼焊接，接地點不應少于兩處，且每一接地點的沖擊接地電阻不應大于10Ω。

4.2 防雷電閃電感應及高電位反擊措施

金屬儲罐的罐體、呼吸閥、量油孔、阻火器、透光孔等金屬附件必須保持電氣連接并接地。罐頂的混凝土板與板、板與梁、梁與柱之間的鋼筋焊成一體，構成完善的電氣連接。浮頂罐的浮頂與罐體應采用兩根導線做電氣連接，其連接導線應選用不小于25.0mm2的銅芯線。對于內浮頂油罐，鋼質浮盤儲罐連接導線應選用橫截面不小于16mm2的軟銅復絞線；鋁質浮盤儲罐連接導線應選用直徑不小于1.8mm的不銹鋼鋼絲繩。

為保證不產生地電位反擊和跨步電壓對相鄰金屬設備和人身的危害，應將所有金屬設備和管線進行跨接，使其成為一個等電位體。安裝于地上鋼儲罐上的信息系統裝置其金屬的外殼應與罐體做電氣連接，信息系統的配線電纜應采用屏蔽電纜。電纜穿鋼管配線時，其鋼管上下兩處應與罐體做電氣連接并接地。

5 結束語

杭州石油公司小河油庫在設置了雷電防護裝置之后，油庫系統的接閃裝置可以有效地接受雷電流，并且泄放于大地，使得雷電流對油庫內的油泵站、裝卸碼頭及油罐區等其他功能區帶來的危害給予了有效的防護。同時完好的雷電脈沖防護裝置、閃電感應防護措施以及防閃電電涌侵入措施可以全面地保護整個油庫系統的安全運行，也對人身財產安全起到了保護作用。

雖然對其油庫進行了全面的雷電防護設計，但仍存在許多不足之處。今后，我會在自己的工作崗位上繼續努力，在工作中積極的探索及研究更有效、更合理、更安全的雷電防護方案，避免雷電給我們的生活造成危害。

參考文獻

[1]GB50057-2010.建筑物防雷設計規范[S].中國計劃出版社，2010.

[2]GB50343-2012.建筑物電子信息系統防雷技術規范[S].中國建筑工業出版社，2012.

[3]GB50650-2011.石油化工裝置防雷設計規范[S].中國計劃出版社，2011.

[4]梅衛群，江如燕.建筑防雷工程與設計[M].北京：氣象出版社，2004：476-484.

[5]GB50074-2002.石油庫設計規范[S].中國計劃出版社，2002.

[6]JT556-2004.港口防雷與接地技術要求[S].人民交通出版社，2004.