中小型加油站防雷系统设计研究的论文

时间：2021-08-31

　　经济的发展和人们生活水平的提高使得汽车的数量增加，而加油站数量也随之剧增。如今，汽车加油站已成为城市发展不可或缺的一部分。然而，近年来，加油站雷电灾害事故频发，不仅严重影响了周边居民和建筑物的安全，还削弱了加油站的应用功能。因此，加强加油站防雷工程设计，提高加油站防雷系统能力至关重要。

　　1雷电及静电对汽车加油站的危害

　　1.1直击雷

　　直击雷是带电云层（雷云）与建筑物、大地或防雷装置之间发生的迅猛的放电现象。当闪电直接击中加油站建筑物或防雷装置时，会导致防雷装置的电位升高。当高电位静电作用于电气线路、电气设备或金属管道时，容易产生放电现象，使电气设备绝缘层被破坏、高压窜入低压系统，直接导致接触电压和跨步电压触电事故；巨大的雷电流通过雷击点在极短的时间内转换为大量热量，使易燃易爆物品燃烧或金属熔化、飞溅而引起火灾或爆炸事故；被击物体内部出现强大的机械压力，致使其遭受严重破坏或发生爆炸。

　　1.2感应雷

　　雷电的电磁感应和静电感应作用在油罐、加油机、电力线路、各种输油管道、信息系统上所产生的静电感应电流和感应电动势会直接作用在油罐、加油机或输油管道上，也可能作用在电源线路上或信息线路上，导致线路绝缘闪络或所连接的电气设备的绝缘层损坏；作用在危险环境中未作等电位连接的金属管道间，会产生火花、放电而导致火灾或爆炸危险，也可能导致电子设备“噪声”干扰和测量误差，甚至对电子器件造成破坏性损伤。

　　1.3静电

　　加油站的静电是油品在金属输油管道流动、在装卸和储运过程中或者是油品从管道出口喷射出来后产生自由电荷或产生带电离子使油品和管道带上不同负荷数的静电荷。大量聚集的静电荷有可能产生电火花，引发静电事故。

　　2汽车加油站的防雷分类

　　汽车加油站主要由油罐区、加油岛、加油机、站房、加油棚、卸油台、供配电室等组成。依据《GB50057—2010建筑物防雷设计规范》第3.0.2条、3.0.3条规定，将加油站内油罐区、加油棚划为二类防雷建筑物，其他的为三类防雷建筑物，因此，加油站内不需要单独装设接闪杆。

　　3加油站的防雷系统设计

　　加油站的防雷系统设计需在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件，雷电活动规律，被保护物的特点等的基础上，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

　　3.1油罐区的防雷设计

　　根据《GB50156—2002汽车加油加气站设计与施工规范》第10.2.1条规定，油罐必须进行防雷接地，接地点不应少于两处。金属油罐的接地体宜设计为环状，接地点不应少于两处。钢油罐的接地点与油罐的间距不宜大于30m，接地电阻不宜大于10。油罐的良好接地很重要，可以降低雷击点的电位、反击电位和跨步电压。

　　3.2站区的防雷设计

　　汽车加油站内的加油棚、站房等附属设施在防雷设计中按照二类防雷建筑物考虑。

　　3.2.1加油棚的防雷设计沿加油棚的屋角、屋脊等易受雷击的部位敷设一圈接闪带，在整个屋面组成10m×10m或12m×8m的接闪网格，将加油棚建筑物内的.柱内主钢筋作为引下线。当条件不允许时，另设引下线，引下线使用镀锌圆钢或镀锌扁钢制成。引下线不应少于2根，沿建筑物四周均匀、对称布置，间距不得超过18m。当钢结构加油棚屋面金属板的厚度不小于5mm时，也可以将其屋面直接作为接闪器，将钢柱作为引下线。

　　3.2.2站房及其他附属设施的防雷设计一般情况下，站房及其他辅助用房设置在加油棚的旁边，且加油棚要比站房高。在进行防雷设计时，必须按滚球法计算加油棚的防雷保护范围，滚球半径R＝45m，不能随意省去站房接闪带设置这一环节。为了保证站区辅助用房不受雷电侵害，在站房、办公楼等其他设施上均单独设置接闪带（网），并将建筑物柱内主筋作为引下线，将基础内钢筋作为接地体。室外安装的监控摄像机应在接闪带的有效保护范围内。

　　3.3接地系统、等电位连接与静电防护

　　根据《GB50156－2002汽车加油加气站设计与施工规范》第10.2.2条规定，加油站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等宜共用接地装置，接地电阻不应大于4Ω。加油站的接地应采用统一的接地形式，并在各处作等电位连接，即所有的外来导体，包括金属的水管、电力电缆金属管两端、电力电缆铠装外皮两端、其他工艺管道两端和油罐的罐体、金属构件以及呼吸阀等金属附件，装于钢油罐上的信息系统配线电缆金属外皮两端、加油机地脚螺钉、地上或管沟敷设的油品管道两端、其他设备不带点金属外壳等均应与接地系统作可靠的电气连接。在用金属法兰连接设备、管道时，灌桶间的灌桶嘴和灌装油桶之间都必须设置跨接线。当平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物的间距小于100mm时，应每隔不大于30m用金属线跨接；当交叉净距小于100mm时，其交叉处也应跨接；管道的法兰接头、胶管两端（装卸接头与金属管道）应采用截面积不小于6mm2的扁钢带跨接，并在加油岛上的加油机旁和汽车油罐车卸油点处设置临时接地接线柱，使之形成导静电通道。

　　3.4电源系统的防雷设计

　　加油站电源接地形式一般为TN-S式，依据《GB50057—2010建筑物防雷设计规范》第6.1节“防雷击电磁脉冲”和《GB50074—2002石油库设计规范》第14.2.15条规定，当加油站的电源采用TN系统时，从建筑物内总配电盘（箱）开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统，PE线和N线必须分开设置，使各用电设备形成等电位连接。PE线正常时不走电流，这在防爆场所是很必要的，对人身安全和设备安全都有好处。依据《GB50057—2010建筑物防雷设计规范》第6.2节“防雷区和防雷击电磁脉冲”和第6.4节“安装和选择电泳保护器”的规定，以雷电电磁环境有明显变化为特征，将防雷区划分为LPZ0A或LPZ0B、LPZ1、LPZ2、、LPZn后续防雷区，与设备耐压水平相适应的浪涌保护器SPD就装设在防雷分区的分界处，通过多级箝制过电压，将其过电压限制在设备所能耐承受的数值内，避免雷电损坏设备。一般在户外线路进入建筑物处，即PZ0A或LPZ0B进入LPZ1区，在低压电源线路引入总配电箱、配电柜前端安装I级试验的电涌保护器，同流量Im=80kA，其电压保护水平Up＜2.5kV，用于加油站所有电气设备的电源防护。

　　3.5加油站信息系统的防雷设计

　　为了防止雷电电磁脉冲过电压损坏信息系统电子器件，根据《GB50156—2002汽车加油加气站设计与施工规范》第10.2.7条规定，汽车加油站信息系统的配电线路首、末端与电子器件连接时，应装设与电子器件耐压水平相适应的过电压电涌保护器。数据信号防雷器设置在数据集中器和加油机线路的两端，电话线路防雷器设置在电话分线器的前端。在办公机房ADSL网络通讯线的MODEN前，即网络通讯线路的进线端，安装网络信号信息系统电涌保护器，用于各设备网卡和网络通信线路的防雷保护。

　　4结束语

　　总之，加油站属于雷电高风险地区，工作人员需要重点考虑系统内、外部的防雷设计，做好屏蔽及布线、防雷与接地、安装电涌保护器综合防护等工作，并在实际的防雷工程设计中，只有综合考虑各类设备的特点和防护对象的实际情况，才能获得最佳的防雷效果。

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