防雷课程设计word版

电气安全课程设计某加油站防雷设计

摘要

随着我国经济的快速发展，交通事业不断发展，人民生活水平的提高,汽车越来越多,加油站数量与日剧增，每年由于雷击造成事故时有发生，直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全，因此加强加油站的防雷工程设计工作十分重要。本设计通过对汽车加油站所处环境特点、系统特点中雷电灾害各因素的分析，根据其特点对加油棚、油罐及附属建筑的直击雷防护和接地，加油站电源、信号系统的雷电防护等，依据GB50057、IEC61312、GB50156等标准对雷电防护的要求，提出了系统的解决方案。

关键词：加油站；防雷；方案；设计

ABSTRACT

With the rapid development of our country's economy, the transportation enterprise unceasing development, the improvement of living standards, more and more cars, gas station number to swell, caused by lightning accidents occur each year, directly threatens the safety of gas station and those around buildings, so the lightning protection engineering design work is very important to strengthen the gas station. This design through to the filling station environment characteristics, the system characteristics of the analysis of various factors, lightning disasters according to its characteristic of refueling tent, tank and affiliated construction of lightning protection and grounding, power station, lightning protection of signal system, etc., on the basis of GB50057, IEC61312, the GB50156 standard requirement for lightning protection, put forward the solution of the system.

Key words: gas station; Lightning protection; Plan; design

目录

1 前言 (1)

2 加油站概述 (2)

2.1 地理位置及现场概况 (2)

2.2 防护对象基本情况 (3)

3 雷电入侵途径 (4)

3.1 供电线路引入雷电 (4)

3.2通信控制电路引入雷电 (4)

3.3 直击雷侵入 (5)

3.4 地电位反击 (5)

4 防雷设计方案的确定 (6)

4.1 防雷设计依据 (6)

4.2 防雷设计原则 (6)

4.3 确定防雷等级 (7)

5 综合防雷系统设计 (9)

5.1 外部防雷系统设计 (9)

5.1.1 接闪器的设计 (9)

5.1.2 引下线的确定 (12)

5.1.3 接地装置的选择 (13)

5.2 内部防雷系统设计 (14)

5.2.1 供电系统防雷设计 (14)

5.2.2 火灾自动报警及联动系统的防雷 (16)

5.2.3 监控系统防雷设计 (17)

5.2.4 通信系统防雷 (18)

5.2.5 等电位连接 (18)

6 总结 (21)

参考文献 (22)

致谢 (23)

附录 (24)

1 前言

自古以来，雷电灾害一直存在，据有关研究统计，地球上任一时刻平均有2000多个雷暴在进行着，平均每秒有100次闪电，每个闪电强度可高达10亿伏，足见其能量之大，产生的危害可想而知。

200多年前，富兰克林发明避雷针以后，建筑物等设施已得到了一定的保护，人们认为可以防止雷害，对防雷问题有所松懈。但是随着近代高科技的发展，尤其是微电子技术的高速发展，雷电灾害越来越频繁，损失越来越大，原先的避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。握着电话话筒而受雷击致死的人时有所闻，原先许多从来不发生雷电灾害的行业和部门也频频受害。这些雷害是人们意料不到的。据统计，现今全球平均每年因雷电灾害造成的直接经济损失就超过10亿美元，死亡人数在三千人以上。我国根据气象部门和劳动部门的估算，每年雷击伤亡人数均超过1万，其中死亡3000多人。

90年代以后，雷灾出现新的特点，这主要是因为一些高大建筑与加油站等危险场所的兴起，这种建筑物很容易吸引落雷，从而使本身所在建筑及附近建筑遭到破坏。另外，随着微电子技术高度发展及广泛应用到各个领域，使雷害对象也发生了转移──从对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害，以至发生人身伤亡事故。随之防雷对象也由强电转移到弱电，雷电产生的电磁脉冲超过直接雷击而成为主要危害。

从上面的叙述可以看出，防雷工作是十分必要的，各行各业有关部门均应给予重视。尤其是电气设计人员，在进行建筑物的防雷设计时，一定要严格按照我国《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94 2000）强制性国家标准来进行设计。

本设计首先概述了所设计对象——加油站的基本情况，再对雷电入侵的途径及其危害进行了系统的分析。在确定加油站防雷等级后，根据防雷设计的依据与原则确定防雷设计方案，进行外部防雷设计和内部防雷设计。

2 加油站概述

2.1 地理位置及现场概况

湖南省衡阳市某加油站属于中国石化公司，是国有大型企业，主营石油产品及其他石油附属产品，并提供加油、加气等增值服务。占地约9700㎡，长约104米，宽约93米。建筑办公楼一栋，长24米宽6米，共2层，一楼设有资料室、配电间、业务办公室、厕所，二楼为休息室，站房南侧有一罩棚，长22宽25米，营业面积达550㎡，站内有油罐区一处,4个油罐，一号罐储存97号车用汽油（Ⅲ），二号罐储存0号普通柴油，三号罐和四号罐都储存93号车用汽油汽油（Ⅲ）。每个罐的贮量为30m3，总共储存气体120m3。共设有4个加油岛，加油棚北侧有一个长20米宽6米的办公服务区。加油棚南侧面向公路。站区东、西、北三侧有高2.2m的砖墙与周围隔开，四周均无民用或商业建筑物。电源由城网提供,220/380V进户,有自备发电机作为第二电源。加油站平面图如下图1所示：

图1 加油站平面图

2.2 防护对象基本情况

该加油站防直击雷设计不规范，站房未安装防直击雷设施，明敷防雷引下线未沿外墙最短垂直路径接地。

加油站的380V交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑的，未安装电涌保护器，因此非常容易感应雷电电磁脉冲。

通信网络系统方面，引入加油站的ISDN、电话线、监控设备等弱电线路通常也是由户外架空明线引入的，并且通常未安装专用信号电涌保护器（SPD）做雷电防护措施。

静电防护方面，加油站加油机、加油枪未能接地或接地不良，电阻值偏大，不符合规范要求。加油站呼吸阀未作跨接或跨接电阻值偏大。

从以上几个特点不难发现，从雷电防护角度来看，该加油站运行于“高风险”环境下，即对于雷害风险的“暴露程度”很高，因此需要采取强有力的防护措施。对大楼进行综合雷电防护措施，除了要安装良好的避雷针、避雷带，还必须在电源系统、信号系统进行可靠、有效的雷电防护工作，并具备可靠的接地装置。

3 雷电入侵途径

3.1 供电线路引入雷电

电源线路是雷电入侵的主要途径，经常会遭受雷击造成开关跳闸、设备损坏等事故，是防雷保护的重点。供电线路（对10KV线路，高压MOV 的残压很高，弱电设备受此高压都会损坏，变压器有一定的隔离和衰减作用，但还有相当大的剩余雷电会传到后续设备。）产生过电压后，该过电压直接传到弱电子设备，并将设备损坏，一般是将设备的电源部分损坏。根据线路上的过电压的成因及危害可分为7种情况：

①市电线路在野外架空布设时遭直接雷击，因线路较长，发生的几率较大，线路上的雷电流相当大，危害当然很大。

②市电线路在野外架空布设，附近发生雷击（主要是空闪）时，雷电电磁场使得线路上感应到雷电流。有较大的发生几率，但雷电流不太大。

③市电线路在野外走地缆沟或埋地布设，发生雷击后雷电流入地时，线路上感应到雷电流。相对前面两种情况来讲，发生几率及雷电流都不大。

④楼内供电线路受建筑物引下线电磁场感应而产生雷电流，雷电流的大小与发生几率和楼结构及布线有关。垂直方向的线路没有屏蔽而且离引下线（建筑物立柱）较近时，发生几率及雷电流较大。

⑤楼内供电线路受建筑物附近雷击（建筑物附近落雷）电磁场感应而产生雷电流，雷电流的大小与建筑物的屏蔽性、布线、落雷位置、落雷点电流等有关。当建筑屏蔽性较差、线路靠外墙、落雷点靠楼较近、落雷点电流大时，线路感应雷电流较大。

⑥楼内线路相互感应。这是较多的线路布得很近（如电源线、地线等相互距离在10cm内）时，如其中的一条上有过电压，则其它线路上都会感应到过电压，但雷电流不大。

⑦楼内大型设备操作过电压，该过电压不是雷击引起但其危害不低于雷击，主要是加速电子设备老化。从电的性能上来讲该操作过电压类似于雷击过电压，用同样的方法能抑制。

3.2通信控制电路引入雷电

通信控制线路（通信控制线路一般有数据专线、网络线、控制信号线和视频线等）感应雷电后，雷电也直接传到设备，并将设备损坏，一般是将设备的通信口损坏，与供电路线上产生雷电流的情况相似，一般来讲，