浅析天燃气门站防雷设计技术评价
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摘 要：本文以南宫市天燃气门站防雷装置设计技术评价为例，分析探讨了天燃气门防直击雷、防闪电电涌侵入、闪电感应措施设计评价依据和设计的基本标准。
中图分类号：P427 文献标识码：A
1 引言
随着科学技术的不断发展进步，天燃气门站设备的自动化程度、科技含量越来越高。门站露天的燃气管道（放散管）、调压、计量、过滤、加臭等设备都可能是雷电的最好通路，一旦遭到雷击发生事故的后果会特别严重。
2 天燃气门站防雷装置设计规范要求
防雷装置是用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，由外部防雷和内部防雷装置组成。
2.1 防直击雷设计要求
依据《城镇燃气设计规范》GB50028和《城镇燃气防雷技术规范》QXT109规定。一般天然气门站建设在远离市区的空旷地带，应设计独立防雷装置；独立避雷针（线）的设计应符合GB50057～2010附录D要求。燃气门站生产或储存燃气的建筑物、阀室、控制机房等建筑物的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》GB50057的“第二类防雷建筑物”规定。
2.2 天燃气门站防闪电感应、闪电电涌侵入设计标准要求
由于闪击时雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波即闪电电涌可能沿着这些管道侵入室内，致使电气系统、信息系统及设备损坏。依据《建筑物防雷设计规范》GB 50057～2010、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343—2004规定，门站内的电子信息系统雷电防护等级为B级。在门站供电系统应采用过电压保护，重要设备直流供电线路应加装直流电涌保护器，信号系统应加装信号电涌保护器。
2.2.1 供电系统过电压保护
电源线路上多级电涌保护器防护，第一级电涌保护器限制首次雷击产生的过电压，加装在总配电柜处，选用Ⅰ级试验的10/350μs波形的电涌保护器，电涌保护器的电压保护水平值应UP≤2.5KV。加装的第二级电涌保护器，其作用是限制后续雷击、首次雷击的波尾产生的过电压和工作操作过电压，加装在分配电柜处UPS前，选用ⅱ、ⅲ级试验的8/20μs波形的电涌保护器，电涌保护器的电压保护水平值应UP≤2.0KV。对控制机房的设备及其他重要设备宜加装第三级过电压保护，安装的电涌保护器尽量靠近设备端。
2.2.2 仪表和自动控制系统的过电压保护
门站的温度变送器、压力变送器、压差变送器、计量变送器及阀室太阳能电池板等直流供电线路应加装直流8/20μs波形电涌保护器。
2.2.3 信息系统的过电压保护
电子信息系统的室外金属导体线路宜全线采用有屏蔽层的电缆埋地敷设，其两端的屏蔽层、钢管等应接到入户处的等电位端子箱上。有室外进入控制机房的各类信号采集线、通信线在门站内应埋地平行敷设，各类信号线敷设的间距应≥100mm，应与电源线分开敷设。
2.2.4 等电位连接
门站内的金属燃气管道应整体电气贯通，等电位连接不少于两处，间距宜小于25米。金属燃气管道弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻≥0.03Ω时，连接处应用金属线跨接。露天设备区的防爆接线盒、可燃气体报警器、防空区所有外露地面未跨接管道、阀门应作等电位连接。控制室内防静电地板、金属门窗、暖气管道等金属物应就近与接地系统做可靠连接；电子仪器的金属外壳亦应就进接地。
2.3 接地要求
通常情况下，防雷接地与防静电接地、电气设备接地及信息系统接地采用共用接地装置，接地电阻值不大于4Ω。燃气门站爆炸危险环境中燃气设备的接地线宜在不同方向与接地体相连，连接处不得少于两处。门站焊接部位的防腐采用涂漆处理。
3 南宫天燃气门站防雷设计技术评价
该工程控制机房、阀室、燃气管道等建筑物及露天设备防直击雷设计基本符合规范要求；金属燃气管道、露天设备等电位连接的设计亦基本符合规范要求。
3.1 主要问题
3.1.1 在防直击雷方面天燃气门站没有设计独立防雷装置。
3.1.2 在闪电电涌侵入方面
仅在电源总配电柜处设计一级8/20μs波形电涌保护器、其参数电压保护水平值应UP≤2.0KV，每一保护模式下标称放电电流应In≥20KA；温度变送器、压力变送器、压差变送器及可燃气体报警器等直流供电线路未设计直流电涌保护器；信息系统未设计信号电涌保护器。
3.2具体意见
3.2.1 按照《城镇燃气设计规范》（GB 50028—2006）第6.6.22条、《城镇燃气防雷技术规范》QXT109第5.3.1条规定
3.2.2 按照《城镇燃气设计规范》（GB 50028—2009）第6.5.22条第9款、《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）第4.3.8条第6、7、8款、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343—2004第5.4.1规定）
3.2.3 门站的温度变送器、压力变送器、压差变送器及可燃气体报警器等直流供电线路应加装直流电涌保护器。
3.2.4 各类信号线采用光缆时，在室内终端前应加装信号电涌保护器，选用B2类慢上升率试验的信号电涌保护器；可燃气体报警系统、监控系统采用金属线时，其终端箱处应安装 D1类高能量试验类型的电涌保护器。
以上修改意见通过直接与设计方沟通交流，接受了该意见，并作了图纸变更。
4 小结
天燃气门站的防雷设计应以相关防雷规范为依据，进行综合防雷设计。在认真调查土壤、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点、用途功能等基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置，设计方案既能防止或减少雷击事故所发生的人身伤亡和财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，又安全可靠、技术先进、经济合理。