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加油站加气站防雷设计
编辑:杭州光束电子科技有限公司   发布时间:2018-05-11

摘 要:综合防雷设计是确保汽车加油加气站安全运行的重要保障,本文首先分析了汽车加油加气站的特点以及防雷现状,揭示了目前汽车加油加气站存在的防雷安全隐患;通过计算年预计雷击次数和划分爆炸危险环境,分析了汽车加油加气站的防雷等级,之后给出了汽车加油加气站的综合防雷设计方案。

关键词:加油加气站;防雷; 防静电

 

引 言

    伴随地方经济的发展和人民生活水平的提高,各地的机动车辆迅速增加,汽车加油加气站这一配套服务设施也在迅速的增加。汽车加油加气站在城市交通建设中起着重要的作用,但是近年来汽车加油加气站的雷击事故频繁发生,直接威胁到汽车加油加气站工作人员和周围群众的生命财产安全,因此对汽车加油加气站的综合防雷设计显得非常重要。

 

1 汽车加油加气站的环境特点

    汽车加油加气站内的建筑物通常不高,但多数处于城区开阔地带或郊区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带;汽车加油加气站的面积一般不大,外露罩棚多为平顶,紧邻站房多数无防雷装置,安装的金属牌或射灯也未接地;一般汽车加油加气站的供电线路和信号线路是架空明线接至站区附近再埋地引入建筑物的,部分在乡村或郊区的站点根本没有埋地措施,并且各站点通常未安装浪涌保护器。

    从以上特点来看,汽车加油加气站对于雷电灾害的“暴露程度”很高,必须采取系统的防雷措施,即同时采取外部防雷措施和内部防雷措施,并将它们有效结合起来,达到全方位、立体化的防雷目的。

 

2 汽车加油加气站的防雷等级

    根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录A,计算建筑物年预计雷击次数(N):

N=k×Ng×Ae;Ng=0.1×Td;

式中:N——建筑物年预计雷击次数(次/a);  

      k——校正系数,在一般情况下去1;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7;位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2;

    Ng——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km2·a)];

    Ae——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2);

    Td——该地区的年平均雷电日数。

    依据上述公式,并参照GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》第3章、第4.5.1条的规定,汽车加油加气站一般划定为第二类防雷建筑物。(汽车加油加气站爆炸火灾危险环境分区为1区、2区爆炸危险环境,部分区域具有0区爆炸危险环境:埋地卧式汽油储罐内部油表面以上空间。0区爆炸危险环境应采取第一类防雷措施。)

 

3 汽车加油加气站直击雷防护设计

3.1 建筑物的防雷设计

    根据汽车加油加气站建筑物结构特性,利用其框架结构的桩作为垂直接地体,利用地梁与承台作为水平接地体,利用桩内两条对角主筋作为引下线,利用天面板筋或金属屋面作为避雷网格。

3.1.1 接闪器的设计

    宜采用装设在建筑物上的避雷网、避雷带或避雷针,也可采用由避雷网、避雷带或避雷针混合组成的接闪器。避雷网、避雷带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或8m×12m的网格。对于罩棚为金属屋面的汽车加油加气站,可利用其屋面作为接闪器,此时只需沿天面四边敷设避雷带,在四角设避雷短针进行防护即可。如汽车加油加气站为尖顶型结构,需要在尖顶部位安装避雷针,避雷针的高度利用滚球法确定(第二类防雷建筑物滚球半径取45m)。接闪器之间应互相连接。

3.1.2 引下线的设计

    利用建筑物钢筋混凝土梁、柱内的钢筋作为防雷引下线,引下线设置根数不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不应大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距,引下线的平均间距不应大于18 m。

3.1.3 接地装置设计

    汽车加油加气站的防雷接地、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,其接地电阻不应大于4Ω。当各自单独设置接地装置时,各接地装置之间要保持一定距离(地下大于3m),油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组的防雷接地装置的接地电阻、配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端的接地装置的接地电阻不应大于10Ω;保护接地电阻不应大于4Ω;地上油品、液化石油气和天然气管道始、末端和分支处的接地装置的接地电阻不应大于30Ω。

3.2 罐区的防雷和防静电设计

3.2.1 防雷设计

    油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组必须进行防雷接地,接地点不应少于两处,其间弧形距离不宜大于30m,接地体距罐壁应不小于3m。钢油罐顶板厚度<4mm时,应装防直击雷设施,当顶板厚度≥4mm,可不装防直击雷设施。但对于位于多雷区(年平均雷暴日数多于40天)的油罐和铝顶油罐,应安装独立避雷针做防直击雷设施。独立避雷针与被保护油罐的水平距离不应小于3m,保护范围应高于呼吸阀2m以上。埋地油罐、液化石油气罐应与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地。

3.2.2 防静电设计

    为消除静电荷积聚,防止静电火花,地上或管沟敷设的油品、液化石油气和天然气管道的始、末端和分支处应设防静电和防感应雷的联合接地装置,站台区域内的金属管道、设备、构筑物等应进行等电位连接并接地。在操作平台梯子入口处或平台上、油罐区入口处,应设置人体静电接地棒。加油加气站的汽油罐车和液化石油气罐车卸车场地,应设罐车卸车时用的防静电接地装置,并宜设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪。在爆炸危险区域内的油品、液化石油气和天然气管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于5根时,在非腐蚀环境下,可不跨接。防静电接地装置的接地电阻不应大于100Ω。

 

4 汽车加油加气站防雷电波侵入设计

4.1 电源线路防雷电波侵入设计

    汽车加油加气站配电系统一般为TN-S系统,供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地,在供配电系统的电源端应安装于设备耐压水平相适应的浪涌保护器。

    (1)直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处应安装通过I级分类试验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护;第一防护区之后的各分区(含LPZ1区)交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备,视其工作电压要求,宜安装适配的直流电源浪涌保护器。

    (2)浪涌保护器连接导线应平直,其长度不宜大于0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于l0m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时,在两级浪涌保护器之同应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时.浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置,并宜有劣化显示功能。

    (3)浪涌保护器安装的数量,应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。

4.2 信号线路防雷电波侵入设计

    (1)进、出建筑物的信号线缆,应选用有金属屏蔽层的电缆,或非屏蔽电缆穿金属管埋地敷设,在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处,电缆金属屏蔽层或金属管应做等电位连接并接地。电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口,应安装适配的信号线路浪涌保护器。

    (2)电子信息系统信号防雷器的选择,应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数,选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。

    (3)浪涌保护器的接地端及信号线路电缆内芯未使用的空线对应在控制端(或两侧设备端)做接地处理。

 

5 结束语

    汽车加油加气站的防雷安全关系人民生命财产安全,安全技术提出了更高的要求,必须引起高度重视。从设计、建设、竣工验收到日常管理都严格遵守规章制度,执行相关规范标准,坚持“安全第一,预防为主,全员动员,综合治理”方针,排除防雷安全隐患,把雷电灾害降低到最低限度。加油站加气站收到雷击灾害的话,造成的损失是非常大的,所以必须重视防雷工作,希望本文对大家有所帮助!

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