汽车加油站的防雷设计要点
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摘要：随着社会的发展，机动车辆的增多，加油站的数量也大幅增多，与此同时，加油站的安全问题显得更加重要。加油站是易燃易爆场所，属于第二类防雷建筑物。为了防止直击雷、雷电感应及静电引发的安全事故，我们要做好加油站的雷电防护，确保加油站的安全运行。本文从分析静电和雷电对加油站的危害着手，根据加油站不同区域，防雷的侧重点的不同，依据相应的规范标准，总结了加油站的防雷设计要点。
1 引言
众所周知，雷电能量极大，每个闪电的强度可达百万伏，若加油站的防雷设施不合格，遭雷击可能发生重大爆炸事故，后果不堪设想。例如1989年8月12日上午9点55分，山东黄岛油库遭雷击，引起2．3万立方米的五号油罐起火，直接经济损失3540万元，死亡19人；1994年7月15日12时20分左右．赤峰市元宝山区市政加油站遭雷击起火爆炸，库区地下柴油罐首先起火爆炸，并引燃了汽油罐．直接经济损失数十万元；由此可见，加油站雷电防护的重要性是显而易见的。我们应该加强对加油站的雷电防护,做好加油站的防雷设计。
2 静电和雷电对加油站的危害
2.1 静电对加油站的危害：
由于汽车加油站存在大量液态碳氢化合物，会产生爆炸性气体或蒸汽，这些气体、高电阻液体在管道中高速流动，或者从高压容器的管口喷出时与固体物质的大面积摩擦，都比较容易产生静电；在天气或环境干燥的情况下，更容易产生静电。由于贮存的石油产品如汽油、煤油、柴油或机油，均为不良导体，当未采取有效措施时，就会使静电荷积聚起来，这种积聚的电荷表现出很高的静电电位(最高可达几万伏)。一旦存在放电条件，就会产生火花。当放电火花的能量大于油料的最小点燃能量时，就要发生着火及爆炸事故。
静电是加油站安全生产的隐形杀手。它的存在有以下几种形式。
（1）加油机产生的静电
加油机产生的静电一般有两个方面。一是油品在管道中流动，冲击产生的静电；二是加油机皮带轮与皮带的磨擦产生的静电。
（2） 油罐车产生的静电
油罐车产生的静电一是装卸油过程；二是运输过程。
（3） 人体的静电
人体的静电包括两方面。一是人体自身带的静电；二是人体感应静电。。
2.2 雷电对加油站的危害
（1） 直击雷的危害
天空中的雷云随着气流的变换而发生位移，当雷云降至离地面一定高度，周围又没有带异性电荷的云层时，就会在地面或突出地面的物体上放电，这就是直击雷。直击雷发生时，主要危害来自三个方面
① 电性质的破坏作用。
可能毁坏石油储运系统的电力变压器、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘，烧断电线或劈断电杆，造成大规模停电。绝缘损失不但会引起短路，导致大火或爆炸事故，还会造成设备漏电的隐患，引发严重的触电事故.
②热性质的破坏作用。
造成汽油、原油、煤油、柴油等燃烧或使金属熔化、飞溅，从而引起火灾或爆炸事故。
③机械性质的破坏作用。
直击雷击中的建筑物可能爆裂成碎片。且雷击气浪都有一定的破坏作用。
（2） 雷电二次效应的危害
雷云放电时，强大的电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应都会发生雷电感应。发生雷电感应时，使原来不带电的物体带电，造成金属部件之间的放电，极易引起成品油(气)爆炸和燃烧。
（3） 感应雷电波对电源系统和网络系统的危害：
① 对电源系统的损害
研究表明．感应雷电波一般可从天馈线路、信号线路、电源线路及各种金属管道等入侵，造成危害，而尤以沿供电线路引入而造成危害的几率最大。雷电冲击波能量极易从供电线路侵入并损坏电源设备．进而损坏整个设备或系统。
雷害事故分析也表明，在雷害事故中，70以上是从供电线路入侵高电位而造成的。对加油站而言．一旦感应雷电波沿电源线路侵入，则会击毁电源设备，进而击毁加油机而造成加油站起火爆炸。所以在加油站的雷电防护中，电源防雷是极为重要的。
② 对网络通讯系统的危害
分布在全国各地的加油站，基本上已采用各种电脑加油机，自动处理每一笔交易；拥有自动液位监测仪，随时监控油品的存量。并且很多加油站的电话线是从站房外架空而来，有些甚至与避雷针避雷带相互缠绕，一旦站房受雷击， 雷电波会从这些线电话线、网线、电线上趁虚而入，进而造成很大的破坏。因此，做好加油站网络通讯系统的防雷工作，是件刻不容缓的大事。
汽车加油站是为汽车加油的设施，主要由地下储油罐，加油岛，汽车卸油场及站房等组成。
加油站属第二类防雷建筑物,其综合防雷防静电措施应从下述几个方面加以考虑:
（1） 建筑物直击雷的防护
加油站的建筑物包括加油棚、站房及其它附属建筑物。加油站的站房和罩棚应设直击雷的防护，应采用避雷带(网)保护。因此这些建筑物在设计和施工时,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, 利用天面板筋作为网格(10m ×10m 或8m ×12m) 。沿天面四边设避雷带。
（2） 储油罐的防雷措施
储油罐必须进行防雷接地，接地点不应少于两处。
油罐埋地设置，它的通气管高出地面4米，故可以作为接闪器。油罐防雷的重点在接地，不仅是用来泄放巨大的雷电流，而且对于防静电也十分的重要。
油罐在做防腐前，应该先接出接地引线预留接头，每个罐与引线连接点不少于两处，接地极不少于2根，接地电阻不大于10Ω
（3） 卸油区的防雷防静电措施
油罐车向地下卸油时，是加油站产生静电火灾危险性最大的一个工作过程，因此，卸油方式必须采用密闭卸油方式。卸油时，将静电磁头或夹子与罐车罐体相联接，以除去卸油过程中产生的静电，卸车接地极不得与罐车接地极共用。接地电阻不应该大于30Ω
（4） 加油区的防雷防静电措施
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，以免影响加油机工作效率。加油机不得设在室内。
加油区应设防静电和防感应雷的联合接地装置，其接地电阻不应大于30Ω。
应做好加油机的接地。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2.5m以外，以减小跨步电压，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，导除静电。
（5） 等电位连接
为了消除雷电暂态电流路径与金属物体之间的击穿放电，需要对室内的各种金属构件进行等电位连接，并与建筑物的防雷接地系统相连接，形成一个电气连通的整体。通常，对于进入室内的各种金属管道，如水管、供热管、供气管以及通讯、信号和电源等电缆金属(屏蔽)护套都要进行等电位连接。
等电位连接分两种基本形式：直接连接和间接连接。
在加油站的防雷防静电的所有措施中，等电位连接是十分重要的。
因此，各个卸油管线，输油管线，以及输电线路之间都应该做好等电位连接。我们在施工中应该注意以下几点：
①汽车加油站内金属管道、金属构架、电缆金属外皮、钢棚架等较大金属物和突出地面的排气孔等金属物，均应可靠接地，并且接地点不应少于2处；
②平行敷设的管道，构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100时应采用金属跨接线，跨接点间距应小于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。
③弯头、阀门、法兰盘等连接处应采用金属线跨接；多于5根螺栓连接的法兰盘，可不加跨接线。
④埋地油罐的罐体，量油孔，阻火器等金属配件应进行电气连接并接地，其连接的接触电阻小于等于0.03Ω。
⑤地上或管沟敷设的输油管线的始端及末端应设防静电和防感应雷的接地装置，其接地电阻小于30Ω。
⑥加油机与加油枪应用专用防静电输油胶管连接并接地，其连接的接触电阻
（6） 供电系统，网络通信系统的防雷措施
加油站大部分雷击事故是雷电波通过电源线、电话线传导而发生的。做好电源线、电话线,网络通信线缆的防雷保护是加油站防雷的重要组成部分。
① 电源线防雷
将电源线穿金属管埋地引入,穿管长度不宜小于2 √ρ(ρ为当地土壤电阻率,单位为Ω・m) 。在配电房设备总电源处安装三相电源避雷器。在设备的电源输入端安装专用的电源避雷器。避雷器应选用防爆型产品。
② 电话线防雷
在电话线进入室内前, 穿金属管埋地( 埋地长度不宜小于2 √ρ)引入 ,并安装专用的电话避雷器。
（7）接地系统
依据《中华人民共和国国家标准汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002
第10．2．2条 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．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。
根据标准，防直击雷接地装置与防感应雷，防静电接地装置的距离应该大于3-5m
4 总结
综上所述，可见加油站的防雷防静电是一个综合系统的工程，要充分考虑到每个方面，除了做好建筑物的外部防雷，最重要的是做好加油站的等电位连接，做好防雷接地和静电接地，确保及时泄放雷电流，创造一个安全的加油环境。
5 相关规范标准
有关汽车加油站的防雷设计要点主要参考以下三个标准
1《中华人民共和国国家标准汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002
2《石油与石油设施雷电安全规范》GB 15599-95
3《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010