周雪君 陳吉藝

摘要：本文根據(jù)加油站各功能區(qū)的分布情況，指出加油站的雷電防護(hù)主要為站房、罩棚、儲(chǔ)罐區(qū)的直擊雷防護(hù)和電氣電子設(shè)備的雷擊電磁脈沖防護(hù)以及儲(chǔ)罐附屬設(shè)施、輸油管道組件的防靜電接地防護(hù)。并對(duì)各防雷設(shè)施從敷設(shè)位置、用材規(guī)格、尺寸、連接安裝方式和工藝等方面如何控制工程質(zhì)量進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：加油站；防雷；質(zhì)量；控制；分析

引言

加油站是交通設(shè)備動(dòng)力補(bǔ)給的重要能源基地。加油站內(nèi)的油品具有易燃、易爆和易泄漏等危險(xiǎn)性，近年來加油站遭受雷擊的事故頻發(fā)，輕則使加油站內(nèi)計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控及通信系統(tǒng)等電子電氣設(shè)備損壞，重則使儲(chǔ)油罐及輸油管道發(fā)生火災(zāi)、爆炸，嚴(yán)重威脅著加油站周邊人員生命財(cái)產(chǎn)的安全和加油站業(yè)務(wù)的正常運(yùn)營(yíng)[1][2]。防雷工程是隱蔽工程，直擊雷防護(hù)裝置大多利用建筑物內(nèi)基礎(chǔ)鋼筋或儲(chǔ)罐和輸油管道等金屬件，因此，在加油站新建時(shí)必須對(duì)防雷工程質(zhì)量進(jìn)行有效控制，使防雷裝置發(fā)揮應(yīng)有的防御效果，保障加油站的正常運(yùn)營(yíng)和周邊人員生命財(cái)產(chǎn)的安全。

1.加油站基本概況

加油站一般由加油操作區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)兩部分組成，具體如圖1所示。加油操作區(qū)內(nèi)有站房、罩棚等建筑物。站房、罩棚屋面一般為平屋面，罩棚屋面大多為金屬彩鋼板。罩棚支柱和站房一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。站房?jī)?nèi)設(shè)有液位等探測(cè)控制儀器、配電柜、監(jiān)控及油品計(jì)量計(jì)費(fèi)信息管理系統(tǒng)主機(jī)等電氣電子設(shè)備。

2.加油站防雷工程質(zhì)量控制

根據(jù)功能分布，加油站雷電防護(hù)主要為站房、罩棚等建筑物和儲(chǔ)罐區(qū)域的直擊雷防護(hù)和輸油工藝設(shè)備管道組件以及電氣電子設(shè)備的雷電感應(yīng)防護(hù)。

2.1直擊雷防護(hù)質(zhì)量控制

2.1.1站房、罩棚直擊雷防護(hù)要點(diǎn)分析

加油機(jī)殼體內(nèi)部空間為1區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，加油機(jī)周圍圓臺(tái)形空間為2區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所[3]，因此，站房、罩棚為第二類防雷建筑物[4]。其直擊雷防護(hù)主要從接閃器、引下線、接地裝置三個(gè)方面進(jìn)行把控。

⑴在其四周女兒墻上布設(shè)接閃帶（桿）。并在其屋面布設(shè)不大于10m×10m或12m×8m的接閃網(wǎng)，當(dāng)罩棚為雙層彩鋼板屋面且上層金屬板厚度不小于0.5mm時(shí)可作為接閃網(wǎng)[3]。當(dāng)女兒墻上的接閃器距屋面的垂直距離S滿足式⑴時(shí)，屋面可不設(shè)接閃網(wǎng)。

S>hr―[hr2―（d/2）2]1/2 ⑴

式中：hr為滾球半徑（m）；d為女兒墻上接閃帶沿屋面寬度方向的間距。

接閃帶（桿、網(wǎng)）的用材規(guī)格應(yīng)符合GB50057-2010第5.2條規(guī)定。接閃帶支架高度不宜小于150mm，支架間距直線段1m，轉(zhuǎn)彎處0.5m。接閃桿敷設(shè)高度應(yīng)大于300mm，其間距不應(yīng)大于3m。接閃帶（桿）靠近女兒墻外側(cè)敷設(shè)。

⑵利用罩棚支柱和站房四周柱子內(nèi)主筋作引下線，平均間距不大于18m。由于使用性質(zhì)的特殊性，罩棚支柱根數(shù)一般布置得較少，盡量利用所有罩棚支柱作引下線。同時(shí)，為減少雷電磁場(chǎng)對(duì)站房和罩棚內(nèi)各種設(shè)備的干擾，引下線盡量沿四周均勻?qū)ΨQ分布，且優(yōu)先考慮在陽角處設(shè)引下線。引下線柱筋兩端分別與作為接地裝置和接閃帶（桿）做可靠連接，整根引下線從上到下形成電氣通路。

⑶利用樁基、承臺(tái)、地梁等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地體。當(dāng)罩棚區(qū)域無基礎(chǔ)地網(wǎng)時(shí)，在其四周敷設(shè)一圈人工接地體，同時(shí)，在加油島處、罩棚支柱處增設(shè)集中接地極。每根垂直接地體的長(zhǎng)度不小于2.5m，間距不小于5m。人工接地體埋深不小于0.5m。

2.1.2儲(chǔ)罐區(qū)直擊雷防護(hù)要點(diǎn)分析

汽（柴）油罐除橇裝式加油裝置所配置的防火防爆油罐外，通常埋地油罐，罐頂覆土層厚度不小于0.5米[3]，無需布設(shè)接閃器。對(duì)于鋼油罐只需在油罐外1m處作環(huán)形接地體并與罐體連接，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，兩接地點(diǎn)沿弧形距離不宜大于30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。

2.1.3全站防雷接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)

在卸油場(chǎng)地、進(jìn)油口、油氣回收口四周敷設(shè)一圈人工接地體。同時(shí)，將罐區(qū)接地裝置、站房及罩棚的基礎(chǔ)地網(wǎng)和人工接地體等各種接地裝置連接在一起組成全站防雷接地網(wǎng)。為防止自然接地體與人工接地體連接時(shí)產(chǎn)生化學(xué)電池效應(yīng)，人工接地體宜采用銅材、銅包鋼或不銹鋼導(dǎo)體[5]。其材料規(guī)格應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地宜共用同一接地網(wǎng)，其接地電阻值按其中最小的接地電阻值確定，為不大于4Ω。在加油島、室外探測(cè)及監(jiān)控等各種儀器設(shè)備布設(shè)的地方、站房信息管理設(shè)備用房?jī)?nèi)、預(yù)計(jì)有電纜穿線金屬管和輸油金屬管出入的地方，以上區(qū)域預(yù)留若干等電位接地端。

2.1.4接觸電壓和跨步電壓的防護(hù)措施

罩棚地面與外部道路相連，其最簡(jiǎn)便的防護(hù)措施是在引下線（路燈桿、監(jiān)控桿等類似物）四周3m范圍內(nèi)的地面鋪設(shè)厚度大于15cm的混凝土或厚度大于5cm的瀝青層，確保其電阻率不小于50kΩm。

2.2雷電感應(yīng)防護(hù)質(zhì)量控制

2.2.1電氣電子設(shè)備雷擊電磁脈沖的防護(hù)要點(diǎn)分析

加油站內(nèi)的電氣設(shè)備主要為供配電設(shè)施，其配電箱主要布設(shè)在配電房和站房?jī)?nèi)。電子設(shè)備主要為液位等探測(cè)儀器控制主機(jī)、監(jiān)控及油品計(jì)量計(jì)費(fèi)信息管理系統(tǒng)主機(jī)，通常布設(shè)在站房?jī)?nèi)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道大多數(shù)雷擊事故是由雷電波侵入造成的[6]，主要從屏蔽、等電位、安裝合適的電涌保護(hù)器等三方面進(jìn)行把控。

⑴屏蔽及等電位連接措施：所有從室外進(jìn)入配電房或站房?jī)?nèi)的電源線、信號(hào)線（除屏蔽電纜和通信光纜外）均需穿金屬管屏蔽。穿線金屬管及屏蔽電纜的金屬外皮、光纜加強(qiáng)芯均應(yīng)在進(jìn)入處與預(yù)留接地端子可靠連接。信息管理用房?jī)?nèi)各種電氣電子設(shè)備的金屬外殼均與預(yù)留接地端子可靠連接。當(dāng)電纜架空轉(zhuǎn)埋地引入時(shí)，其轉(zhuǎn)換處所有金屬物均需等電位連接并接地。

⑵配電房及站房各級(jí)電源配電箱內(nèi)安裝與被保護(hù)設(shè)備耐沖擊電壓Uw相適應(yīng)的電涌保護(hù)器（SPD），所選電涌保護(hù)器應(yīng)帶有熱脫扣裝置和劣跡顯示功能。

當(dāng)供電電源為架空方式時(shí)，應(yīng)將架空線轉(zhuǎn)換成一段金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿金屬管直接埋地引入，埋地長(zhǎng)度（l）應(yīng)不小于2 （其中ρ為埋電纜處土壤電阻率），且不小于15m。同時(shí)，在電纜與架空線轉(zhuǎn)換處高壓電纜安裝避雷器，低壓電纜安裝戶外型Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)SPD（其電壓保護(hù)水平Up≤2.5kV，沖擊電流Iimp≥10kA）。

當(dāng)供電電源為高壓電纜埋地引入時(shí)，配電房?jī)?nèi)變壓器高壓側(cè)安裝高壓避雷器，低壓母線上可安裝Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD，其電壓保護(hù)水平Up≤2.5kV，標(biāo)稱放電電流In≥5kA。

當(dāng)供電電源為低壓電纜埋地引入時(shí)，配電房總配電箱內(nèi)安裝Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD，其電壓保護(hù)水平Up≤2.5kV，沖擊電流Iimp按GB50057-2010式4.2.4-6及式4.2.4-7確定，當(dāng)無法計(jì)算時(shí)Iimp≥12.5kA。后續(xù)的監(jiān)控、潛油泵、加油機(jī)、通信設(shè)備、探測(cè)儀器控制主機(jī)等各級(jí)分配電箱內(nèi)所裝電涌保護(hù)器，其標(biāo)稱放電電流In≥5kA，電壓保護(hù)水平由以下公式確定：①當(dāng)被保護(hù)設(shè)備與電涌保護(hù)器沿線路長(zhǎng)度不大于5m或在線路屏蔽及等電位連接下沿線路長(zhǎng)度不大于10m時(shí)，Up≤0.8Uw。②當(dāng)被保護(hù)設(shè)備與電涌保護(hù)器在線路屏蔽及等電位連接下沿線路長(zhǎng)度大于10m時(shí)，Up≤0.4Uw。

電涌保護(hù)器安裝工藝要求：電涌保器應(yīng)安裝牢固，其兩端連接導(dǎo)線應(yīng)短平直，連接線總長(zhǎng)度不大于0.5m，相線采用黃、綠、紅色，中性線采用淺藍(lán)色，保護(hù)線采用綠黃雙色。其截面積應(yīng)符合GB50057-2010表5.1.2規(guī)定。

2.2.2輸油工藝設(shè)備管道組件等電位連接及接地措施質(zhì)量控制

埋地金屬油罐以及埋地非金屬油罐頂部和內(nèi)部各金屬部件均應(yīng)與非埋地部分的金屬管做電氣連接并接地。具體從以下幾方面進(jìn)行把控。

⑴露出地面的通氣管、量油孔、呼吸閥、阻火器等附件以及液位、溫度、濃度等室外探測(cè)儀器供電電纜的金屬外皮或配線金屬管等均與罐體做等電位連接并接地。

⑵進(jìn)油口、油氣回收口、油氣回收裝置等就近接至全站防雷接地網(wǎng)。

⑶在油罐車卸油場(chǎng)地設(shè)置防靜電接地裝置并就近接至全站防雷接地網(wǎng)。

⑷罩棚內(nèi)的加油機(jī)外殼、加油泵、加油槍、流量計(jì)等均應(yīng)就近接至全站防雷接地網(wǎng)。

⑸輸油管道上的法蘭、膠管兩端、卸油軟管接頭、油氣回收軟管兩端接頭等連接處應(yīng)保證電氣連接。

2.3防雷裝置連接工藝質(zhì)量控制

⑴兼作接地體及引下線的承力混凝土梁、承臺(tái)、柱內(nèi)的鋼筋或其它鋼結(jié)構(gòu)件，其相互之間的連接應(yīng)采用土建施工的綁扎法、螺絲扣或緊固件緊固等機(jī)械連接，嚴(yán)禁熱加工連接。非承力的鋼筋之間可采用焊接方式連接，其焊接方法和焊接長(zhǎng)度應(yīng)符合GB50601-2010第4.1.2條第4款的規(guī)定。焊縫應(yīng)飽滿無遺漏，焊接部分應(yīng)進(jìn)行防腐處理。

⑵所有防雷、防靜電裝置必須連接成電氣通路，連接處的過渡電阻應(yīng)符合以下要求：①輸油管道上的法蘭、彎頭、閥門等所有連接處應(yīng)不大于0.03Ω。②連在額定值為16A的斷路器線路中，同時(shí)觸及的外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分之間應(yīng)不大于0.24Ω。③其它金屬件之間連接處應(yīng)不大于0.2Ω。

3.結(jié)束語

防雷工程不僅是隱蔽工程，同時(shí)也是一個(gè)系統(tǒng)工程，每個(gè)防護(hù)環(huán)節(jié)相互聯(lián)系缺一不可。本文根據(jù)加油站的功能分布，從直擊雷和雷電感應(yīng)兩方面對(duì)各防雷設(shè)施的敷設(shè)位置、用材規(guī)格、尺寸、連接方式和工藝質(zhì)量等指標(biāo)的質(zhì)量控制進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以提高加油站防雷工程質(zhì)量，預(yù)防和減少加油站雷擊事故的發(fā)生。

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