加油站防雷设计技术浅析

张远(河南省防雷中心,河南郑州 450003)

加油站防雷设计技术浅析

张远(河南省防雷中心,河南郑州 450003)

加油站为易燃易爆场所,属二类防雷建筑物。目前一些加油站存在严重的防雷安全隐患,发生雷击时极易引发事故,会严重威胁到加油站周围人群的人身安全。为避免或减少雷击事故,在确定加油站的防雷类别后,从加油站各单体系统着手,结合外部及内部防雷措施,设计一套系统的加油站防雷方案,进而消除防雷安全隐患。

加油站 防雷设计 等电位连接 防护

雷电灾害属于破坏力极强的自然灾害之一,近年来,因雷电灾害引发的加油站事故频发,做好加油站的综合雷电防护显得尤为重要。在设计加油站防雷时要严格按照规范要求,施工时验收部门应严格把关,做到不留任何防雷安全隐患,建成后每年进行两次防雷安全检测,多方位充分保障加油站的防雷安全。

1 加油站现状

1.1 防雷类别

加油站属易燃易爆场所,依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第3.0.3中的要求“具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。”[1]可认为加油站为二类防雷建筑物。

1.2 加油站隐患分析

大多数加油站建设规范,防雷设施齐全。但通过多年的防雷检测发现,部分加油站存在设计缺陷、施工质量不过关的问题,普遍存在以下防雷安全隐患。

1.2.1 外部防雷系统

(1)加油机底座安装时偷工减料,无防雷接地装置。(2)加油枪与加油机未进行可靠连接。(3)呼吸阀未与油罐未进行可靠连接。

(4)加油站站房及金属棚架无完善的直击雷防护设施。

1.2.2 内部防雷系统

电力系统:多数高压电力线直接架空进入加油站,在加油站的总进线端无感应雷防护设施、未设置接地装置、未安装电涌保护器,这种现象在山区及乡村普遍存在,此类加油站极易遭受雷电波侵入以及由雷击产生的电磁脉冲造成的雷击事故。

信息系统:由户外引入加油站的电话线、网线、监控线等弱电线路通常缺乏信号避雷防护措施,导致整套信息系统随时面临雷击风险。

静电防护:在对加油站进行卸油时,应将油罐车与站内静电夹进行有效连接,防止电火花起火引发事故。但多数加油站的静电夹存在接地电阻值严重超标(大于100Ω)或静电夹无接地的隐患。

2 加油站防雷设计

针对加油站普遍存在的防雷安全隐患,从加油站各单体系统着手,结合外部及内部防雷措施,设计一套系统的加油站防雷方案,进而消除防雷安全隐患,最大限度地降低雷击事故的发生和损失。

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、站房及其他附属建筑物组成,属二类防雷建筑物,故不需装设独立避雷针。

棚架的防雷设计:加油站棚架一般为金属材质,棚顶为金属棚面,可直接利用其作为接闪器,无需装设独立避雷针;利用金属棚柱作为引下线与加油站地网进行可靠电气连接。

站房的防雷设计:宜围绕天面一周铺设避雷带(直径不＜8mm的圆钢)作为接闪器,避雷带敷设路径应涵盖屋脊、屋角等易受雷击部位;站房通常为钢筋混凝土结构,可利用站房桩内两条对角主筋作为引下线,且引下线不少于两根,平均间距不应＞18m,并在室内外取适当地点设置连接板,从而起到将站房内金属构件及各电气设备作等电位连接的作用。

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设置,为确保接地可靠,每个金属油罐的接地点不应少于两处,接地体应在距离罐壁3m之外的地点设置。输油管道的始、末端和拐弯、分支处应分别接地。管道法兰盘的连接螺栓少于5根时,应用金属导线将法兰跨接。做好油罐接地,有利于安全泄放瞬态雷电流。

2.3 防静电措施

油罐与加油机之间的出油管应直线布置,尽量减少弯头和管线长度,以免影响油机工作效率,加油机不得设在室内。

管沟敷设或地上的输油管道,其始、末端和分支处均应设防静电和防雷电感应的综合接地装置,每隔12m设置一处接地装置。加油机的外壳应做保护接地,以防漏电伤人,且接地极应选在距加油机3m以外,以减小跨步电压,接地体距离地面0.5m,长2.5m,沿地下垂直敷设,并将引下线与油机外壳进行可靠连接。

加油枪与油管、加油机之间须做好等电位连接,加油员在操作时,应将油枪与车辆油箱口接触,以便构成通路,防止产生静电。

3 电力、信息系统防雷设计

电力、通信系统的雷电防护是加油站防雷系统中的重要组成部分,在遭受雷击时雷电波通常会沿着各类金属导线侵入配电系统、信息机房,造成用电设备击穿损坏甚至引发火灾,因此完善加油站电力、通信系统的雷电防护措施具有重要的意义。

3.1 电力系统防雷设计

电力线应埋地进入加油站,并使用铠装电缆或套装金属铠管,以加强线路屏蔽作用,铠装电缆或金属铠管长度不应小于2 √ρ(ρ为当地土壤电阻率,单位:Ω·m)。铠装电缆金属外皮或铠管两端均需进行可靠接地,铺设路径应远离防雷引下线及接地体,避免产生电磁感应,以降低雷电危害。

由于雷电波极易侵入供配电线路,通常会对供配电设备造成破坏性的损毁,为对供配电设备提供保护,应在供配电系统的电源端安装一级电涌保护器(SPD)。SPD应选用防爆型产品,并确保其与被保护设备的耐压水平相匹配。

3.2 通信系统防雷设计

通信系统中的电话线、网线等大多为架空的方式引入加油站,雷电波易侵入通信线路造成设备终端的损毁,为防护设备终端应使通信线路套装金属管埋地入室,金属管两端进行接地,并与其他接地系统进行等电位连接。在设备终端上安装相匹配的信号避雷器,在计算机及监控系统电源处使用防雷插座,进而提升通信系统的雷电防护水平。

4 加油站接地设计

加油站的防直击雷接地、防静电接地、电气设备接地、信息系统接地及保护接地等,宜采用共享接地方式[2],以减小各系统间的电位差,防止发生雷击时雷电流在不同系统间产生雷电反击,其共享接地电阻值不应大于4Ω。

5 结语

加油站的防雷系统是由站房建筑物、油罐区、卸油区、加油区、电力系统、信息系统等组成的综合防雷系统。通过设置系统全面的防雷安全措施,使得加油站能够有效避免或减少雷电事故。

[1]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》.

[2]GB50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》.