加油站防雷的基本原则
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作者：郑文卿 单位：太原市小店区气象局
汽车加油站储存的是易燃和可燃液体,属爆炸和火灾危险场所。雷电的闪电在空间的先导通道或回击通道中都产生瞬变电磁场,这些瞬变电磁场在空间一定的范围内产生电磁作用,可以感应出很高的电压,以至产生电火花。加油站的油罐、加油机、泵房、各种输油管道、变配电房间、通信、液位、报警和计算机等信息系统,都会受到雷电电磁作用,如果防雷、防静电不当,产生电火花引起爆炸,必将给国家和人民生命财产造成损失。
1小型加油站雷电及静电的危害
油罐总容积≤60m3、单罐容积≤30m3为三级加油站,本文称为小型加油站。雷电的电磁感应和静电感应作用在油罐、各种输油管道、加油机、电力线路、信息系统所产生的感应电流和感应电动势会直接作用在油罐、加油机或输油管道上,也可作用在电源线路和信息线路上,雷电高电位将沿其线路传至设备,造成设备损坏。如果防雷做得不好,会出现火花引起爆炸。加油站的静电主要是在输送过程中产生的,如果管道上聚集有大量的静电荷就会发生静电火花,产生静电事故;还有汽油罐车卸油时也易产生静电,如果管道连接或接地电阻值不合格,亦会引起静电事故。所以危害极大,防护必须做到安全可靠。
2加油站现代综合防雷技术
由于闪电会在一维通道四周的三维空间产生危害,因此防雷工程必须从整个三维空间来设防,这是现代防雷的新思维。另外,防雷时还需要内部、外部同时设防。目前现代综合防雷技术主要包括:直击雷防护、等电位连接、屏蔽、综合布线、共用接地和避雷器安装技术等。
3加油站防雷的基本原则和标准
加油站防雷的基本原则是在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等的基础上,做到安全可靠、技术先进、经济合理。加油站防雷标准应按照GB50057—94(2000版)《建筑物防雷设计规范》和GB50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》进行制定,其最低防雷标准不低于二类建筑防雷的标准;油罐、油机内油品液面上方空间为0区防雷,防雷设计需按照第一类防雷建筑物设置。
4加油站现代综合防雷措施
4.1加油站直击雷防护与接地加油站站房和罩棚防直击雷时应采用避雷带(网)保护,按第二类防雷建筑物设置避雷带(网)和引下线。避雷网(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12m×8m的网格;所有避雷针应采用避雷带相互连接,引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m;每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。油罐一般不做独立避雷针,但必须进行防雷接地,接地点不应小于两处。它可以降低雷击点的电位、反击电位和跨步电压。加油站的防雷接地、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。埋地油罐与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地,并共用一个接地装置。
4.2加油站电气设备与信息系统防护加油站供配电系统宜采用TN—S系统,在总配电盘引出的配电线路,PE线与N线必须分开设置,使各用电设备形成等电位连接,PE线平时没有电流流过,这在防爆场所是很有必要的,对人身和设备安全都有好处。供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应可靠接地。在总配电盘安装一级避雷器,在电源线进设备之前,再安装一级避雷器。有了二级防护,就能可靠地防止雷电过电压,使其避免雷电损坏用电设备。
4.3加油站防静电保护加油站地上或管沟敷设的油品储藏容器,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,按规范要求,其接地电阻不应大于30Ω。加油站的汽油罐车卸车场地应设罐车卸车时用的防静电接地装置,并宜配置能检测跨接地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、管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。按规范要求,当法兰的连接螺栓不小于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小于100Ω时就可以消除静电荷的积聚,起到防止静电火花的作用。
4.4加油站屏蔽措施及共用接地与等电位屏蔽、共用接地与等电位,在加油站防雷电中具有非常重要的作用。屏蔽技术主要从以下几点考虑:信息线路设置在屏蔽槽内,屏蔽槽穿建筑物时应就近做屏蔽接地;信息系统设备为非金属外壳,且站房屏蔽未达到要求时,如信息系统设备很重要,需对设备加装金属屏蔽网。接地技术方面还要考虑站内的金属门、窗、框架等,其必须进行等电位连接后接地。屏蔽电缆的屏蔽层至少在两端和雷电防护区交界处做等电位连接、接地。加油站的防雷接地、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还应与站房、罩棚的自然接地一起形成共用接地。按规范要求,共用接地装置的接地电阻不应大于4Ω。接地装置的材料和规格的选择要充分考虑其导电性、热稳定性、防腐性和承受雷电的能力,具体要求参见GB50057—94(2000版)《建筑物防雷设计规范》和GB50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》,接地体埋设深度应在0.5m以上。等电位连接技术是现代综合防雷技术的重要防护措施之一。为了防止雷电电磁脉冲入侵,将进入站房或值班室的所有管、线的屏蔽层和电缆槽在进室内前进行一次等电位连接并接地,在所有管、线进入设备前再进行一次等电位连接并接地。
5结语
雷电是一门古老而神秘的科学,富兰克林发明的避雷针是防雷电进程中的一个里程碑,但随着电子和通信技术的发展,又面临许多新的课题。我们一定要遵照现代综合防雷的要求,从直击雷防护、等电位连接、屏蔽、综合布线、共用接地和避雷器的设计安装等技术进行综合防护,力争做到安全可靠,技术先进,经济合理,最大限度地防止或减少雷击所产生的人身与财产损失。