充電加氣加油站雷電災害防御技術探討

劉冬梅，鄒德培，李超軍，魏金蓮

（1.邵東市氣象局，湖南 邵陽422800；2.邵陽市氣象局，湖南 邵陽422200）

1 背景

邵東市地形為丘陵，其中丘崗地占61.18%、山地占21.69%，平原占10.85%。邵東地勢是南北山地突起，中間抬升向東西傾斜。邵陽市地形與閃電密度對比如圖1所示。查詢氣象資料可知，邵陽市雷暴日為每年57.0 d。邵東市地區年均閃電頻次如表1所示，由表1可知，近五年內，邵東地區閃電頻次分貝為：2016年5 043頻次、2017年3 673頻次、2018年8 202頻次、2019年4 551頻次、2020年5 462頻次，這五年內平均閃電頻次最高是在8月。從圖1（b）可知，整個邵陽市的閃電集中在邵東市，約1.16次/（1經度×1緯度）。

圖1 邵陽市地形與閃電密度對比圖

表1 邵東市地區年均閃電頻次

三合一站是集加油站、加氣站和充電站等供能為一體的新型公共基礎場所。三合一站屬爆炸和火災危險場所，又主要建在城區等人員密集區域，一旦發生火災爆炸事故，將帶來重大的人員傷亡和財產損失。因此，三合一站的雷電防護非常重要。為此，本文從防雷安全角度分析，利用邵東市新建充電加氣加油站結合工程經驗，對油氣電合建站的防雷安全設施進行研究，分析了加油站雷擊途徑及損壞原因，研究成果對油氣電合建站的建設具有一定的參考價值。

2 三合一站外部雷防雷措施

三合一合建站主要由相關建筑（構）物和設備組成，建筑（構）物包含站房、加油加氣棚；設備包含LNG（液化天然氣）儲罐設施、LPG（液化石油氣）儲罐、CNG（壓縮天然氣）儲氣設施、埋地油罐組、充電樁區等。由于三合一站存儲的是易燃、易爆的危險物，將形成爆炸危險區域，因此一定要重視三合一加油站的防雷安全。

三合一加油站和單一加油站的直擊雷防護措施一樣，站房和罩棚需按照GB 50057《建筑物防雷設計規范》設計，如圖2所示。站房接閃帶網格不大于24 m×16 m，站房接閃帶安裝在建筑物女兒墻上，接閃帶用熱鍍鋅專門夾式支持碼支持。支撐卡平面安裝間距為1 m，轉角處安裝間距為0.5 m，支持卡間距支撐屋面高150 mm。罩棚接閃帶安裝在罩棚屋面，接閃帶支撐卡做T型，用彩鋼板專用自攻釘固定在罩棚檁條上，支撐卡平面安裝間距1 m，轉角處安裝間距為0.5 m，支撐卡距支撐屋面高150 mm。彩鋼板專用自攻螺釘的選用滿足安裝強度要求。罩棚接閃帶四周利用罩棚檐面燈箱閉合角鋼做外圍接閃帶。

圖2 邵東市某三合一加油站接閃帶示意圖

充電區域內的建（構）筑物需有防直擊雷保護措施，并宜采用接閃帶（網）作接閃器。當采用彩鋼屋面的金屬板厚為0.5 mm、搭接長度為100 mm，且緊鄰金屬板的下方無易燃物品時，彩鋼屋面可直接作為接閃器。

三合一站充電設施的工作接地、保護接地等其他接地宜共用接地裝置，接地電阻為4Ω，如圖3所示。合建站的充電區域應設充電機防靜電接地裝置。每2個充電樁裝設人體靜電消除器不少于1臺，其接地電阻為100Ω。人體靜電消除器宜設置在充電樁旁1 m范圍內。鋼制油罐、LPG儲罐、LNG儲罐和CNG儲氣瓶（組）的防雷接地如圖3所示，防雷接地點需設2處以上。CNG加氣母站和CNG加氣子站的拖車停放區域需設置2處固定防雷接地裝置。

圖3 邵東市某三合一加油站接地地網部分示意圖

3 三合一站內部雷防雷措施

三合一站的電子電氣信息系統（供電系統一樣）需采用鎧裝電纜或穿鋼管，電纜金屬外殼、鋼管兩端需按照國家規范一定距離接地處理。在供配電系統的電源端應安裝與設備耐壓水平相適應的SPD。地面敷設的各種管道（油品管道、LPG管道、LNG管道和CNG管道），需有防靜電和防感應雷保護措施。加氣機、壓縮機PLC控制柜、GGD、增壓機、緩沖罐、回收罐、排污罐、緩分離器、加熱器、壓力容器、分離器、注油器、高壓氣地下儲存井等設備需電氣連接接地。

4 三合一加油站易出現的問題

直擊雷防護是三合一站防雷安全的最重要的一個部分，直擊雷的破壞力極強，一旦防護措施出現問題，將導致加油站直接遭受雷擊，三合一加油站易燃易爆物品雜且還存在充電裝置，更會對加油站以及周邊造成毀滅性破壞，要定期維護接閃帶及其其他直擊雷防護器件。弱電部分要加強保護，嚴格加裝相應浪涌保護器，機房內必須設置均壓環，電氣設備應全部接地至同一匯流排，形成等電位，不易產生電位差，油罐區的防爆靜電釋放柱和卸車夾必須獨立接地。汽車加油加氣站通常設在開闊地帶，如公路等道路邊，易受雷擊，包含罩棚、營業建筑及附屬建筑、電子信息系統、電源系統等，且又是易燃易爆場所，三合一站負責人應每年在雷電活躍月份之前（邵東地區上半年為4—6月，下半年為7—8月），專業檢測機構對三合一站進行防雷安全檢測，確保三合一站的防雷保護設施完備合格，三合一站安全工作人員應建立防雷安全管理制度，構建健全的雷電預警機制，促使雷電監測人員及時獲得監測數據并啟動雷電應急預案，從而為三合一站安全提供有效保障。

5 結束語

綜上所述，在進行三合一加油站防雷方案構建時，管理人員應依靠先進的科學技術，嚴格按照國家規范實施防雷保護措施，根據當地雷電數據相應加強防雷保護措施，根據防雷方案采取對應防雷檢測措施。三合一站屬易燃易爆場所，做好防雷保護工程及每年防雷檢測工作是保證三合一站正常運作的關鍵，更是防雷減災工作的首要任務，人們必須高度重視三合一站的防雷安全工作，從修建、運營到日常維護，都應嚴格按照國家要求執行，將安全隱患降到最低，為加油站的安全提供保障。