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          汽車加油加氣站防雷設計

          發布時間:2020-07-23 來源:原創文章

          引 言

          伴隨地方經濟的發展和人民生活水平的提高,各地的機動車輛迅速增加,汽車加油加氣站這一配套服務設施也在迅速的增加。汽車加油加氣站在城市交通建設中起著重要的作用,但是近年來汽車加油加氣站的雷擊事故頻繁發生,直接威脅到汽車加油加氣站工作人員和周圍群眾的生命財產安全,因此對汽車加油加氣站的綜合防雷設計顯得非常重要。

          1 汽車加油加氣站的環境特點

          汽車加油加氣站內的建筑物通常不高,但多數處于城區開闊地帶或郊區、山區、鄉村、高速公路等道路邊的開闊地帶;汽車加油加氣站的面積一般不大,外露罩棚多為平頂,緊鄰站房多數無防雷裝置,安裝的金屬牌或射燈也未接地;一般汽車加油加氣站的供電線路和信號線路是架空明線接至站區附近再埋地引入建筑物的,部分在鄉村或郊區的站點根本沒有埋地措施,并且各站點通常未安裝浪涌保護器。

          從以上特點來看,汽車加油加氣站對于雷電災害的“暴露程度”很高,必須采取系統的防雷措施,即同時采取外部防雷措施和內部防雷措施,并將它們有效結合起來,達到全方位、立體化的防雷目的。

          2 汽車加油加氣站的防雷等級

          根據GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》附錄A,計算建筑物年預計雷擊次數(N):

          N=k×Ng×Ae;Ng=0.1×Td;

          式中:N——建筑物年預計雷擊次數(次/a);

          k——校正系數,在一般情況下去1;位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物,以及特別潮濕的建筑物取1.5;金屬屋面沒有接地的磚木結構建筑物取1.7;位于山頂上或曠野的孤立建筑物取2;

          Ng——建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/(km2·a)];

          Ae——與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積(km2);

          Td——該地區的年平均雷電日數。

          依據上述公式,并參照GB50057—2010《建筑物防雷設計規范》第3章、第4.5.1條的規定,汽車加油加氣站一般劃定為第二類防雷建筑物。(汽車加油加氣站爆炸火災危險環境分區為1區、2區爆炸危險環境,部分區域具有0區爆炸危險環境:埋地臥式汽油儲罐內部油表面以上空間。0區爆炸危險環境應采取第一類防雷措施。)

          3 汽車加油加氣站直擊雷防護設計

          3.1 建筑物的防雷設計

          根據汽車加油加氣站建筑物結構特性,利用其框架結構的樁作為垂直接地體,利用地梁與承臺作為水平接地體,利用樁內兩條對角主筋作為引下線,利用天面板筋或金屬屋面作為避雷網格。

          3.1.1 接閃器的設計

          宜采用裝設在建筑物上的避雷網、避雷帶或避雷針,也可采用由避雷網、避雷帶或避雷針混合組成的接閃器。避雷網、避雷帶應沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,并應在整個屋面組成不大于10m×10m或8m×12m的網格。對于罩棚為金屬屋面的汽車加油加氣站,可利用其屋面作為接閃器,此時只需沿天面四邊敷設避雷帶,在四角設避雷短針進行防護即可。如汽車加油加氣站為尖頂型結構,需要在尖頂部位安裝避雷針,避雷針的高度利用滾球法確定(第二類防雷建筑物滾球半徑取45m)。接閃器之間應互相連接。

          3.1.2 引下線的設計

          利用建筑物鋼筋混凝土梁、柱內的鋼筋作為防雷引下線,引下線設置根數不應少于2根,并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻對稱布置,其間距沿周長計算不應大于18m。當建筑物的跨度較大,無法在跨距中間設引下線,應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距,引下線的平均間距不應大于18 m。

          3.1.3 接地裝置設計

          汽車加油加氣站的防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統的接地等,宜共用接地裝置,其接地電阻不應大于4Ω。當各自單獨設置接地裝置時,各接地裝置之間要保持一定距離(地下大于3m),油罐、液化石油氣罐和壓縮天然氣儲氣瓶組的防雷接地裝置的接地電阻、配線電纜金屬外皮兩端和保護鋼管兩端的接地裝置的接地電阻不應大于10Ω;保護接地電阻不應大于4Ω;地上油品、液化石油氣和天然氣管道始、末端和分支處的接地裝置的接地電阻不應大于30Ω。

          3.2 罐區的防雷和防靜電設計

          3.2.1 防雷設計

          油罐、液化石油氣罐和壓縮天然氣儲氣瓶組必須進行防雷接地,接地點不應少于兩處,其間弧形距離不宜大于30m,接地體距罐壁應不小于3m。鋼油罐頂板厚度<4mm時,應裝防直擊雷設施,當頂板厚度≥4mm,可不裝防直擊雷設施。但對于位于多雷區(年平均雷暴日數多于40天)的油罐和鋁頂油罐,應安裝獨立避雷針做防直擊雷設施。獨立避雷針與被保護油罐的水平距離不應小于3m,保護范圍應高于呼吸閥2m以上。埋地油罐、液化石油氣罐應與露出地面的工藝管道相互做電氣連接并接地。

          3.2.2 防靜電設計

          為消除靜電荷積聚,防止靜電火花,地上或管溝敷設的油品、液化石油氣和天然氣管道的始、末端和分支處應設防靜電和防感應雷的聯合接地裝置,站臺區域內的金屬管道、設備、構筑物等應進行等電位連接并接地。在操作平臺梯子入口處或平臺上、油罐區入口處,應設置人體靜電接地棒。加油加氣站的汽油罐車和液化石油氣罐車卸車場地,應設罐車卸車時用的防靜電接地裝置,并宜設置能檢測跨接線及監視接地裝置狀態的靜電接地儀。在爆炸危險區域內的油品、液化石油氣和天然氣管道上的法蘭、膠管兩端等連接處應用金屬線跨接。當法蘭的連接螺栓不少于5根時,在非腐蝕環境下,可不跨接。防靜電接地裝置的接地電阻不應大于100Ω。

          4 汽車加油加氣站防雷電波侵入設計

          4.1 電源線路防雷電波侵入設計

          汽車加油加氣站配電系統一般為TN-S系統,供電系統的電纜金屬外皮或電纜金屬保護管兩端均應接地,在供配電系統的電源端應安裝于設備耐壓水平相適應的浪涌保護器。

          (1)直擊雷非防護區(LPZ0A)或直擊雷防護區(LPZ0B)與第一防護區(LPZ1)交界處應安裝通過I級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護;第一防護區之后的各分區(含LPZ1區)交界處應安裝限壓型浪涌保護器。使用直流電源的信息設備,視其工作電壓要求,宜安裝適配的直流電源浪涌保護器。

          (2)浪涌保護器連接導線應平直,其長度不宜大于0.5m。當電壓開關型浪涌保護器至限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于l0m、限壓型浪涌保護器之間的線路長度小于5m時,在兩級浪涌保護器之同應加裝退耦裝置。當浪涌保護器具有能量自動配合功能時.浪涌保護器之間的線路長度不受限制。浪涌保護器應有過電流保護裝置,并宜有劣化顯示功能。

          (3)浪涌保護器安裝的數量,應根據被保護設備的抗擾度和雷電防護分級確定。

          4.2 信號線路防雷電波侵入設計

          (1)進、出建筑物的信號線纜,應選用有金屬屏蔽層的電纜,或非屏蔽電纜穿金屬管埋地敷設,在直擊雷非防護區(LPZ0A)或直擊雷防護區(LPZ0B)與第一防護區(LPZ1)交界處,電纜金屬屏蔽層或金屬管應做等電位連接并接地。電子信息系統設備機房的信號線纜內芯線相應端口,應安裝適配的信號線路浪涌保護器。

          (2)電子信息系統信號線路浪涌保護器的選擇,應根據線路的工作頻率、傳輸介質、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式、特性阻抗等參數,選用電壓駐波比和插入損耗小的適配的浪涌保護器。

          (3)浪涌保護器的接地端及信號線路電纜內芯未使用的空線對應在控制端(或兩側設備端)做接地處理。

          5 結束語

          汽車加油加氣站的防雷安全關系人民生命財產安全,安全技術提出了更高的要求,必須引起高度重視。從設計、建設、竣工驗收到日常管理都嚴格遵守規章制度,執行相關規范標準,堅持“安全第一,預防為主,全員動員,綜合治理”方針,排除防雷安全隱患,把雷電災害降低到最低限度。

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