加油站系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)模版.doc

加油站系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)模版系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的綜合災(zāi)害防御規(guī)劃與城市的建設(shè)規(guī)劃共同進(jìn)行已成為各地政府規(guī)劃城市建設(shè)的主要內(nèi)容之一。伴隨地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各地的機(jī)動(dòng)車輛也在迅速增加，城市機(jī)動(dòng)車公共加油站這一為之提供能源的配套服務(wù)設(shè)施也在的速度的增加。加油站在城市交通建設(shè)中起著重要的作用，也是城市災(zāi)害救助中的重要能源基地，但是近年來(lái)加油站的雷電災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，直接威脅到加油站周圍人群和建筑物的安全，削弱了加油站作為城市能源樞紐的功能，因此對(duì)加油站的雷電綜合防護(hù)是非常重要的。1、汽車加油站的環(huán)境特點(diǎn)加油站通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）地理位置：加油站通常設(shè)在城區(qū)開闊地帶或郊區(qū)、山區(qū)、鄉(xiāng)村、高速公路等道路邊的開闊地帶；2）實(shí)施條件：無(wú)論在城區(qū)還是鄉(xiāng)村，這些加油站建筑往往都不具備符合要求的防雷實(shí)施（包括外部防雷、內(nèi)部防雷和地網(wǎng)等等）。此外，加油站營(yíng)業(yè)建筑的面積一般都很小，不便于多級(jí)防雷方案的實(shí)施；3）電源系統(tǒng)：一般加油站的380V交流供電線路是架空明線接入至站區(qū)附近再地埋引入建筑的，部分加油站是由10KV電力線架空接入，經(jīng)變壓器后再地埋引入建筑的。在鄉(xiāng)村和山區(qū)有時(shí)根本沒(méi)有地埋措施，因此非常容易感應(yīng)雷電電磁脈沖；4）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：引入加油站的ISDN等通信線路通常也是由戶外架空明線引入的，并且通常未安裝專用電涌保護(hù)器（SPD）做雷電防護(hù)措施。從以上幾個(gè)特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，從雷電防護(hù)角度來(lái)看，加油站一般都運(yùn)行于“高風(fēng)險(xiǎn)”環(huán)境下，即對(duì)于雷害風(fēng)險(xiǎn)的“暴露程度”很高，因此需要采取強(qiáng)有力的防護(hù)措施。根據(jù)GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范、GB15599-95石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范、GB 50074-2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及IEC61312雷電電磁脈沖的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，其電源線路至少應(yīng)采取兩級(jí)雷電防護(hù)，信號(hào)線路至少應(yīng)采取一級(jí)雷電防護(hù)才能達(dá)到雷電防護(hù)的要求。但目前的情況是，大多數(shù)加油站都沒(méi)有進(jìn)行電源線路和信號(hào)線路的雷電過(guò)電壓防護(hù)。鑒于加油站的上述特點(diǎn)和要求，一般認(rèn)為對(duì)于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)（年均雷暴日40天以上），應(yīng)選用最大標(biāo)稱放電電流大于15KA（10/350S）的電涌保護(hù)器作為電源系統(tǒng)的第一級(jí)雷電防護(hù)，其保護(hù)水平應(yīng)小于2000V，同時(shí)滿足這兩個(gè)方面的要求才能保證加油站設(shè)備用電電源的可靠運(yùn)行。通信信號(hào)線路由于多是由外部進(jìn)線，因此同樣會(huì)受到雷擊的威脅，因此也需要采用專用通信信號(hào)系列電涌保護(hù)器進(jìn)行雷電防護(hù)。下圖為加油站系統(tǒng)圖：2、加油站防雷等級(jí)的確認(rèn)依據(jù)GB 50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)按下式計(jì)算： N = kNgAe；Ng = 0.024Td 1.3式中N 建筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次/a）； k 雷擊次數(shù)校正系數(shù)；在此類型情況下取2；Ng 建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度次/（km2a）；Ae 與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）；Td 該地區(qū)的年平均雷電日數(shù)； 在下列情況下k取相應(yīng)數(shù)值：a、位于曠野孤立的建筑物取2；b、金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7；c、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(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5；根據(jù)以上年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)參數(shù)，對(duì)于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)（年均雷暴日40天以上）地區(qū)位于公路旁邊四級(jí)以下的面積3000平方米左右，建筑高度小于15米的常規(guī)加油站的預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為： N = kNgAe0.15次/a依據(jù)以上計(jì)算，參照GB 50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第2.0.3條的要求，其屬于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者”。因此應(yīng)定為二類防雷建筑物，其防爆防火等級(jí)應(yīng)定為IaAT3。3、加油站直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)1）站區(qū)的防雷設(shè)計(jì)依據(jù)GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，由于汽車加油站的建筑物的防雷類別為二類，所以用滾球設(shè)計(jì)接閃器時(shí)滾球半徑R=45m；由于加油站的建筑物包括加油棚、宿舍樓及其它附屬建筑物，這些建筑物在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，利用其框架結(jié)構(gòu)的樁作為垂直接地體，利用地梁與承臺(tái)作為水平接地體，利用樁內(nèi)兩條對(duì)角主筋作為引下線，利用天面板筋作為接閃網(wǎng)格（通常為10m10m或8m12m），因此只需要沿天面四邊設(shè)避雷帶，在四角設(shè)避雷50cm短針進(jìn)行防護(hù)即可。如加油站為尖頂型結(jié)構(gòu)，需要在尖頂部位安裝避雷針，常規(guī)設(shè)計(jì)為高度為100cm避雷針。2）油罐區(qū)的防雷設(shè)計(jì)依據(jù)GB50074-2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范第14.2章、防雷的要求：金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不宜30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。鋼油罐頂板厚度4mm時(shí)，應(yīng)裝防直擊雷設(shè)施，當(dāng)頂板厚度4mm，可不裝防直擊雷設(shè)施。但對(duì)于位于多雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)多于40天）的油罐和鋁頂油罐，應(yīng)安裝獨(dú)立避雷針做防直擊雷設(shè)施。獨(dú)立避雷針與被保護(hù)油罐的水平距離不應(yīng)小于3m，保護(hù)范圍應(yīng)高于呼吸閥2m以上。依據(jù)GB 50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第三章、建筑物防雷設(shè)施和GB 50074-2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范第14.2章、防雷的要求：油罐區(qū)的防雷類別應(yīng)設(shè)定為一類，用滾球法計(jì)算常規(guī)油罐區(qū)的保護(hù)范圍，當(dāng)滾球半徑R=30m時(shí)，兩支對(duì)角線分布的等高避雷針的高度一般為9.5m，其導(dǎo)流面積應(yīng)大于100mm2 ，根據(jù)安裝需要可進(jìn)行焊接或螺栓緊固在避雷針鐵塔頂部。3）引下線的設(shè)計(jì)站區(qū)的避雷針和避雷帶可用建筑物內(nèi)的鋼筋作引下線，將屋面避雷帶按標(biāo)準(zhǔn)要求分別接在四個(gè)角上，將避雷帶與建筑混凝土內(nèi)的鋼筋相連。油罐區(qū)的避雷針可用鐵塔作引下線，因鐵塔已良好接地，所以只需在安裝避雷針時(shí)保證避雷針與鐵塔有良好的電氣連接，并做防腐處理即可， 4）地網(wǎng)的設(shè)計(jì)加油站的地網(wǎng)分為直擊雷保護(hù)接地（其接地電阻要求10）、防靜電接地（其接地電阻要求10）、電源工作接地（其接地電阻要求10）、信號(hào)線路直流工作接地（其接地電阻要求4）四個(gè)部分。依據(jù)GB 50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第三章、建筑物防雷設(shè)施和GB 50074-2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范第14.2章、防雷的要求：加油站的接地應(yīng)采用統(tǒng)一接地的接地形式，并在各處做等電位連接，既油罐的罐體及罐的金屬構(gòu)件以及呼吸閥、量油孔等金屬附件，電力電纜外皮和瓷瓶鐵腳，裝于鋼油罐上的信息系統(tǒng)的配線電纜外皮，加油機(jī)地腳螺釘?shù)染鶓?yīng)與接地系統(tǒng)做可靠的電氣連接，其統(tǒng)一接地電阻要求4?？紤]到地網(wǎng)使用的長(zhǎng)期性和耐腐蝕性，建議使用非金屬接地模塊制作地網(wǎng)。地網(wǎng)布置依據(jù)地形進(jìn)行設(shè)計(jì)。水平接地體使用404mm鍍鋅扁鋼，埋深0.6米；垂直接地體使用L505052000mm鍍鋅角鋼；垂直接地體間使用非金屬接地模塊。地網(wǎng)引出地網(wǎng)測(cè)試極到地面上，以便以后檢測(cè)地網(wǎng)情況。鐵塔的應(yīng)通過(guò)四個(gè)腳與地網(wǎng)相連，機(jī)房和變電房的基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋應(yīng)在四角處與地網(wǎng)相連。4、電源配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計(jì)根據(jù)IEC 61312雷電電磁脈沖的防護(hù)、GB 50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范、GB 50074-2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范及GB 50058-92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)范中防雷及過(guò)電壓規(guī)范有關(guān)防雷分區(qū)的劃分和各級(jí)電源系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓保護(hù)要求，針對(duì)汽車加油站配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，可將其分為三個(gè)防雷區(qū)分別加以考慮。由于如前所述單級(jí)防雷可能會(huì)帶來(lái)因雷電流過(guò)大而導(dǎo)致的泄流后殘壓過(guò)大或者保護(hù)能力不足引起的設(shè)備損壞。因此選用電源系統(tǒng)多級(jí)保護(hù)，可防范從直擊雷到操作浪涌的各級(jí)過(guò)電壓的侵襲。A、電源一級(jí)防雷依據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第六章：防雷電電磁脈沖；第三節(jié) 屏蔽、接地和等電位連接的要求：第6.3.4條及第四節(jié) 對(duì)電涌保護(hù)器和其他的要求：第6.4.7條規(guī)定，在LPZOA或LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界處，從室外引來(lái)的線路上安裝SPD當(dāng)線路有屏蔽時(shí)，每個(gè)SPD的雷電流按雷電流的幅值的30%考慮，汽車加油站為二類防雷建筑物，首次雷電流幅值為150KA，電源線路為非屏蔽埋地的TN配電模式，因此首次直擊雷在低壓配電線路上每線的分配電流為：在建筑物已安裝合格的防直擊雷措施后，有50%的雷電流通過(guò)引下線流入接地裝置，因此每線分配電流為：In =150 KA50%4 =18.75KA，按建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第六章：第四節(jié)：第6.4.7條要求每線標(biāo)稱放電電流不宜小于15KA。同時(shí)，依據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第六章：第四節(jié) 第6.4.4條及IE C61312雷電電磁脈沖的防護(hù)第三部分：浪涌保護(hù)器的要求，浪涌保護(hù)器可以將數(shù)萬(wàn)伏的感應(yīng)雷擊過(guò)電壓限制到4KV以下。在加油站380V低壓總配電箱安裝MVS 50B/3+NPE開關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器,用于整個(gè)加油站所有用電設(shè)備的第一級(jí)電源防護(hù)。B、電源二級(jí)防雷根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節(jié)，第6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對(duì)電涌保護(hù)器（SPD）的要求及GB 50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范第四章的有關(guān)規(guī)定，依據(jù)雷電分流理論，需使用8/20s波形，通流容量20KA。建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第六章對(duì)于配電盤、斷路器、固定安裝的電機(jī)等第類耐沖擊過(guò)壓，其耐壓為4KV。為防止浪涌保護(hù)器遭受雷擊后損壞后，電源對(duì)地短路，需要在浪涌保護(hù)器前安裝空氣開關(guān)作為短路保護(hù)裝置。在潛油泵控制線、潛油泵加油機(jī)、稅控加油機(jī)或一般加油機(jī)電源配電箱和營(yíng)業(yè)大廳電源配電箱旁分別安裝MB UP/3L-65B電源防雷箱，電源線選用耐油性能良好的帶塑料護(hù)套的RVV型42.5mm2絕緣線引入。C、電源三級(jí)防雷根據(jù)IEC 61312-3雷電電磁脈沖的防護(hù) 第三部分：浪涌保護(hù)器的要求，在LPZ2-LPZ3區(qū)內(nèi)，浪涌保護(hù)器可將浪涌電壓限制到一千多伏，防雷器通流容量為（8/20s）：10KA。在營(yíng)業(yè)大廳計(jì)算機(jī)管理設(shè)備、UPS電源、票據(jù)打印設(shè)備、加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備及其它精密設(shè)備的電源開關(guān)處使用MPS 103D-HFA帶通訊端口保護(hù)的插座式電源防雷器。5、信號(hào)系統(tǒng)保護(hù)方案在雷擊發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生巨大瞬變電磁場(chǎng)，在1KM范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊金屬連線等都會(huì)感應(yīng)到雷擊，將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行甚至徹底破壞系統(tǒng)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊方面的防雷工作是較易被忽視的，往往是當(dāng)系統(tǒng)受到巨大破壞、資料損失慘重時(shí)才想到應(yīng)該做預(yù)先的防范。本方案中網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)設(shè)備防護(hù)方面，依據(jù)GB 50174-93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范、YD/T5098 通信局（站）雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范、GB 2887-89計(jì)算機(jī)場(chǎng)