某汽車加油加氣站防雷防靜電設(shè)計(jì)

某汽車加油加氣站防雷防靜電設(shè)計(jì)摘要本文根據(jù)某汽車加油加氣站所處的環(huán)境特點(diǎn)，依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對雷電及靜電防護(hù)的要求，從加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護(hù)和接地，加油站電源、信號系統(tǒng)的雷電防護(hù)，以及加油加氣站防靜電等方面，提出了系統(tǒng)的解決方案。關(guān)鍵字加油加氣站雷電防護(hù)靜電接地設(shè)計(jì)引言隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平的提高，汽車進(jìn)入平民百姓家，汽車運(yùn)輸迅猛發(fā)展，為之提供能源配套的服務(wù)設(shè)施汽車加油加氣站的建設(shè)，如雨后春筍般急速增加，它對城市交通起著重要作用。但是近年來在防雷檢測和雷災(zāi)事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有些加油站由于防雷設(shè)計(jì)不完善,沒有考慮加油站的綜合防雷能力，致使加油站遭受雷擊的事故時有發(fā)生，直接威脅到加油站和油站周圍人群以及建筑物的安全，因此對加油站的雷電綜合防護(hù)是非常重要的1。1汽車加油加氣站的環(huán)境特點(diǎn)11地理位置某加油加氣站位于城區(qū)324國道旁，周圍無任何建筑，屬于開闊地帶。12實(shí)施條件無論在城區(qū)還是鄉(xiāng)村，加油加氣站的建筑一般都有高大的罩棚，較低的營業(yè)室、值班室等，這些加油加氣站建筑往往都不具備符合要求的防雷設(shè)施（包括外部防雷、內(nèi)部防雷和地網(wǎng)等等）。此外，加油加氣站營業(yè)室建筑物的面積一般都很小，不便于多級防雷方案的實(shí)施。13電源系統(tǒng)除了城區(qū)的部分加油站外，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)變壓器后再埋地引入建筑的。在鄉(xiāng)村和山區(qū)有時根本沒有地埋措施，因此非常容易感應(yīng)雷電電磁脈沖。14通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)引入加油站的ADSL網(wǎng)絡(luò)通訊線、ISDN網(wǎng)絡(luò)通訊線、PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)通訊線的MODEN前，即網(wǎng)絡(luò)通訊線路的進(jìn)線線路通常也是由戶外架空明線引入的，非常容易感應(yīng)雷電電磁脈沖，并且通常未安裝專用電涌保護(hù)器（SPD）做雷電防護(hù)措施。從以上幾個特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，從雷電防護(hù)角度來看，加油站一般都運(yùn)行于“高風(fēng)險(xiǎn)”環(huán)境下，即對于雷害風(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)GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范、GB1559995石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范、GB500742002石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范等國家標(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)采取兩級雷電防護(hù)，信號線路至少應(yīng)采取一級雷電防護(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)加油站都沒有進(jìn)行電源線路和信號線路的雷電過電壓防護(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)的第一級雷電防護(hù)，其保護(hù)水平應(yīng)小于2000V，同時滿足這兩個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。通信信號線路由于多是由外部進(jìn)線，因此同樣會受到雷擊的威脅，也需要采用專用通信信號系列電涌保護(hù)器進(jìn)行雷電防護(hù)2。2汽車加油加氣站防雷等級的確認(rèn)依據(jù)GB5005794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NKNGAE（1）其中NG0024TD13（2）式（1）（2）中，N為建筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次/A）；K為雷擊次數(shù)校正系數(shù)，在此類型情況下取2；NG為建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度次/（KM2A）；AE為與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（KM2）；TD為該地區(qū)的年平均雷暴日數(shù)，沈陽地區(qū)年平均雷暴日數(shù)為269天。根據(jù)以上年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)參數(shù)，對于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)（年均雷暴日40天以上）地區(qū)位于公路旁邊四級以下的面積3000M2左右，建筑高度小于15M的常規(guī)加油站的預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為NKNGAE015次/A依據(jù)以上計(jì)算，參照GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第203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，汽車加油加氣站應(yīng)定為二類防雷建筑物3。3汽車加油加氣站防雷設(shè)計(jì)31直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)311站區(qū)的防雷設(shè)計(jì)依據(jù)GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，由于汽車加油加氣站的建筑物的防雷類別為二類，所以用滾球法設(shè)計(jì)接閃器時，滾球半徑R45M；由于加油站的建筑物包括加油棚、營業(yè)室及其它附屬建筑物，這些建筑物在設(shè)計(jì)和施工時，利用其框架結(jié)構(gòu)的樁作為垂直接地體，利用地梁與承臺作為水平接地體，利用樁內(nèi)兩條對角主筋作為引下線，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)50CM避雷短針進(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4。目前很多汽車加油加氣站罩棚采用上覆05MM厚的彩鋼板，下設(shè)小于10M10M網(wǎng)格的鋼架，如果按照GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的要求是合格的，但按實(shí)際情況分析，卻忽視了一點(diǎn)因?yàn)檎峙镏聘唿c(diǎn)是彩鋼板，雷擊罩棚后05MM厚的彩鋼板會產(chǎn)生熔化物通過鋼架的縫隙掉下，從而造成汽油等易燃物體的燃燒爆炸，引起嚴(yán)重后果，所以這樣做是不合格的。應(yīng)在罩棚上加裝避雷短針或避雷帶從而避免彩鋼板遭受直擊雷，達(dá)到防雷安全的目的。312油罐區(qū)的防雷設(shè)計(jì)金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不宜大于30M，接地體距罐壁應(yīng)不小于3M。鋼油罐頂板厚度小于4MM時，應(yīng)裝防直擊雷設(shè)施，當(dāng)頂板厚度大于等于4MM，可不裝防直擊雷設(shè)施。但對于位于多雷區(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。由于埋地油品儲罐、液化石油氣儲罐埋在土里，受到土層的屏蔽保護(hù)，當(dāng)雷擊儲罐頂部的土層時，土層可將雷電流疏散導(dǎo)走，起到保護(hù)作用，故不需再裝設(shè)避雷針線防雷。但其高出地面的量油孔、通氣管、放散管及阻火器等附件，有可能遭受直擊雷或感應(yīng)雷的侵害。故應(yīng)相互做良好的電氣連接并應(yīng)與儲罐的接地共用一個接地裝置，給雷電提供一個泄入大地的良好通路，防止雷電反擊火花造成雷害事故。313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保證避雷針與鐵塔有良好的電氣連接，并做防腐處理即可5。314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100）、電源工作接地（其接地電阻要求10）、信號線路直流工作接地（其接地電阻要求4）四個部分。依據(jù)GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第三章、建筑物防雷設(shè)施和GB500742002石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范第142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06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)測試極到地面上，以便以后檢測地網(wǎng)情況。鐵塔的應(yīng)通過四個腳與地網(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6。32電源線和電話線雷電防護(hù)設(shè)計(jì)加油站大部分雷擊事故是雷電波通過電源線、電話線傳導(dǎo)而發(fā)生的。做好電源線、電話線保護(hù)是加油站防雷的重要組成部分。321電源線防雷防止雷電波從電源線侵入的辦法是將電源線穿金屬管埋地引入，穿管長度不宜小于2（為當(dāng)?shù)赝寥离娮杪?，單位為M）。在配電房設(shè)備總電源處安裝三相電源電涌保護(hù)器。在設(shè)備的電源輸入端安裝專用的電源電涌保護(hù)器。電源電涌保護(hù)器應(yīng)選用防爆型產(chǎn)品7。3211電源一級防雷在加油站380V低壓總配電箱內(nèi)，總斷路器（熔斷器）后，漏電保護(hù)器前安裝通流量在50KA,三相開關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器,用于整個加油站所有用電設(shè)備的第一級電源防護(hù)。3212電源二級防雷在辦公機(jī)房電源配電箱內(nèi)或辦公機(jī)房電源配電箱外的附加配電箱內(nèi)安裝通流量在40KA三相電源電涌保護(hù)器，用于辦公機(jī)房內(nèi)所有IT設(shè)備用電的第二級電源防護(hù)。在加油機(jī)電源配電箱內(nèi)或加油機(jī)電源配電箱的附加配電箱內(nèi)安裝通流量在40KA三相電源電涌保護(hù)器，用于加油機(jī)用電的第二級電源防護(hù)。3213電源三級防雷在辦公室計(jì)算機(jī)管理設(shè)備、便利店收費(fèi)區(qū)稅控主機(jī)、加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、票據(jù)打印設(shè)備等其它精密設(shè)備的電源插座處使用插座式電源電涌保護(hù)器。322加油站信號系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)在每組加油機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集器加油機(jī)控制總線處安裝通訊信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，將通訊信號電涌保護(hù)器安裝于防爆箱中，用于每組加油機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集器和中控主板信號線路的防雷保護(hù)。在便利店收款臺下的稅控主機(jī)的加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸線上安裝通訊信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，用于稅控主機(jī)信號線路的防雷保護(hù)。323電話線防雷加油站大多建在開闊地帶的公路兩旁，電話線很多是架空引入的，雷電波很容易通過電話線輸入而擊毀電話機(jī)。因此有必要做好電話線的防雷。最好的辦法是在電話線進(jìn)入室內(nèi)前，穿金屬管埋地（埋地長度不宜小于2），金屬管首尾接到地極上引入。并安裝專用的電話電涌保護(hù)器。在辦公機(jī)房ADSL網(wǎng)絡(luò)通訊線、ISND網(wǎng)絡(luò)通訊線、PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)通訊線的MODEN前，即網(wǎng)絡(luò)通訊線路的進(jìn)線端，安裝網(wǎng)絡(luò)信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，用于各設(shè)備網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)通信線路的防雷保護(hù)。在辦公機(jī)房監(jiān)控設(shè)備機(jī)柜由建筑外加油坪進(jìn)入的攝像機(jī)視頻傳輸線路上安裝視頻信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，用于監(jiān)控設(shè)備信號線路的防雷保護(hù)。在室外加油坪的攝像機(jī)的電源及視頻傳輸線路上安裝監(jiān)控?cái)z像機(jī)多功能電涌保護(hù)器，用于戶外監(jiān)控?cái)z像機(jī)的防雷保護(hù)8。4汽車加油加氣站防靜電設(shè)計(jì)油氣、油料在加注、運(yùn)輸、裝卸的過程中，油氣分子之間、油氣與輸油管壁之間、油氣與被輸入體之間、油料與空氣之間、油料與其它物體之間等，都可以因摩擦、流動噴霧、感應(yīng)、噴出、人體起電等眾多靜電產(chǎn)生的方式的一種或幾種共同作用，產(chǎn)生了難以流失而大量積聚的靜電電荷，其電壓可達(dá)到上萬伏，當(dāng)條件具備時，極易發(fā)生火花放電而引起火災(zāi)9。根據(jù)上述靜電產(chǎn)生原因和放電特點(diǎn)，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，杜絕或盡可能的減少靜電產(chǎn)生，對已產(chǎn)生的靜電，應(yīng)盡量限制，使其達(dá)不到危險(xiǎn)程度是預(yù)防靜電火災(zāi)和爆炸的首要措施。接地可以將帶電物體上的電荷通過接地裝置或接地導(dǎo)體迅速地釋放到大地，是消除導(dǎo)體上靜電大量積聚最簡單、最有效的方法，也是防止靜電的最基本的措施。在加油加氣站中必須接地有以下幾個部位油罐體、加油站臺以及燃料等管道的始、末端、分支處應(yīng)設(shè)防靜電和防感應(yīng)雷的聯(lián)合接地裝置，并且其接地電阻不應(yīng)大于30；卸油場地應(yīng)安裝防靜電接地裝置，并設(shè)置能檢測跨接線及監(jiān)視接地裝置狀態(tài)的靜電接地報(bào)警儀器；在燃料輸送管道上的法蘭、膠管兩端等連接處應(yīng)用金屬線跨接，當(dāng)法蘭連接螺栓不少于5根時，可不跨接；采用絕緣管道輸送燃料能產(chǎn)生靜電的，在管道外的金屬屏蔽層應(yīng)接地，最好采用內(nèi)壁襯有銅絲的軟管并接地。以上靜電接地的方式可采取靜電跨接、直接接地、間接接地等方式，把設(shè)備上各部分經(jīng)過接地極與大地連接，靜電接地裝置的電阻不應(yīng)大于10010。5結(jié)論（1）汽車加油站所屬環(huán)境為雷電高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，依據(jù)GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)該按二類建筑物雷電防護(hù)要求來考慮，其油罐區(qū)應(yīng)按一類建筑物雷電防護(hù)要求來考慮。該區(qū)域的直擊雷防護(hù)和接地應(yīng)該嚴(yán)格按GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范和GB500742002石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。汽車加油站配電電源系統(tǒng)宜將其分為三個防雷區(qū)分別加以考慮，首級保護(hù)宜采用標(biāo)稱放電電流值25KA的10/350S波形的多層石墨間隙開關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器。液位儀控制線、加油機(jī)總控制線、PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)通訊線等也應(yīng)采用相應(yīng)的電涌保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。（2）汽車加油加氣站在加注、裝卸、量油等過程中易產(chǎn)生大量的靜電，容易將易燃易爆混合物引燃或引爆，造成巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此，制定出切實(shí)可行的防靜電措施是十分必要的。（3）經(jīng)過多年的實(shí)踐，我國已制定并修改了有關(guān)加油站設(shè)計(jì)的國家標(biāo)準(zhǔn)汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB501562002，其中對加油站的防雷防靜電做了明確的規(guī)定。隨著加油站防雷防靜電措施的不斷改進(jìn)與完善，以及加油站業(yè)主對防雷防靜電認(rèn)識的不斷提高，相信由于雷擊或靜電造成的危害會得到有效的控制。參考文獻(xiàn)1楊曉東雷擊種類及其綜合防護(hù)技術(shù)淺析J氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2006,22348502中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中華人民共和國建設(shè)部汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB501562002S北京中國計(jì)劃出版社,200233343國家技術(shù)監(jiān)督局,中華人民共和國建設(shè)部建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005719942000年版S北京中國計(jì)劃出版社,200112534申紅石,李志江,李紅海沈陽某銀行防雷工程設(shè)計(jì)和施工J遼寧氣象,2002340415萬麗巖，刑宇航，劉恩相，等興城古建筑物防雷技術(shù)設(shè)計(jì)探討J氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2008,24329326李志江,劉文奇,孫麗防雷設(shè)計(jì)中土壤電阻率及其測量J遼寧氣象,2001436387關(guān)象石，李銀生，王鳳山，等低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005495S北京氣象出版社,20013123348中華人民共和國建設(shè)部建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB503432004S北京中國建筑工業(yè)出版社,20048109李輝，張艷，王云林，等煙花爆竹場所雷電防護(hù)及檢測技術(shù)探討J氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007,23（1）515510李良福易燃易爆場所防雷抗靜電安全檢測技術(shù)S北京氣象出版社,19974955SOMEAUTOMOBILEREFUELSTHEAIRENTRAINMENTTOSTANDANTIRADARGUARDSAGAINSTTHESTATICELECTRICITYDESIGNLIA