加油站的防雷设计案例

加油站的防雷设计方案

一、区域概况

江西省位于长江中下游交接处的南岸，境内地貌类型齐全，区域差异显著，地势周高中低，向北倾斜，这种地形地貌很容易形成局部地区热对流产生“气团雷暴”。南昌地处江西中偏北，濒临中国第一大淡水湖---鄱阳湖。属中亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，雷暴日多，年平均雷暴日数为56.4天。全境以平原为主，平原面积占百分之三十五点八，水域面积占百分之二十九点八，全市海拔25米，年降水量为1600毫升。根据南昌市多年的地面气象观测资料分析，该市年平均雷电日数有58天。春季和夏季强对流天气非常活跃，雷电现象非常频繁和强烈。

二、雷电概述

闪电是自然界中最壮观的大气现象之一。但是在自然灾害中，也是最严重的一种，它不仅发生频率高，而且年年发生。据估计，全世界平均每秒钟发生1-3次闪电。雷电灾害具有巨大的破坏性，它的产生是目前人类无法控制和阻止的，雷电的放电电压高，幅度大，闪电电流变化快，放电过程时间短，同时雷电表现为强大的冲击波、剧变的电磁场、强烈的电磁辐射、炽热的高温。随着信息技术的迅猛发展，加油站防雷工程是一个综合工程，必须全面考虑外部防雷措施和内部防雷措施。微电子控制设备大量推广和应用，由于其灵敏度高，耐压低，很容易受雷电电磁脉冲干扰。

尤其在高新技术，特别是在数字化进程越来越快的当今社会，防感应雷和雷电磁脉冲显得尤为重要按防雷理论，可以分:为直击雷和雷电感应。

例：1998年江浦加油站两台加油机被雷击坏，顺风加油站的配电柜被雷击毁。1999年4～5月间永兴加油站的加油机多次被雷击坏。2002年7月7日，深圳市宝安区沙井镇福兴油站遭雷击，所有加油机主板和接口板损坏，导致停业3天维修和整改，经济损失近20万元。

三、加油站的环境具有以下几个特点：

3．1地理位置：加油站通常设在城区开阔地带或郊区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带.

3．2实施条件：近年来，随着国家主管部门对石化系统防雷的重视，加油站的机械防雷部分（避雷针和地网等）逐步有所改善，建筑物得到了较好的保护；但是缺乏技术过关的防感应雷装置，加油机和控制设备经常受感应雷攻击。此外加油站的建筑一般都有高大的罩棚，较低一些的营业室、值班室等，一般占地面积不大,不便于多级防雷方案的实施；加油加气站的油罐都采用直接埋地式，不低于4m的通气管都安装有阻火器（兼有防爆性能）。

3．3电源、通信系统：一般加油站的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，部分加油站是由10KV电力线架空接入，经变压器后再地埋引入建筑的电源和通信线路通常都是架空明线到站区附近在埋地引入建筑物。在乡村和山区有的根本没有地埋措施，因此非常容易感应雷电电磁脉冲。加油站都用220/380V外接电源，加气站、加油站气台建站都用6～10KV外接电源。并独立设置电能计量装置。

3．4通信网络系统：电子系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线，配线电缆金属外皮两端，保护管两端均应作屏蔽等电位接地引入加油站的ISDN（综合业务数字网的简称）它是基于公共电话网的全数字网络，利用普通的电话线，可开展各种业务，例如大电话、发传真、上网、局域网互联、开会议电视、专线备份等。等通信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电涌保护器（SPD）做雷电防护措施。

从以上几个特点不难发现，从雷电防护角度来看，加油站一般都运行于“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。其电源线路至少应采取两级雷电防护，信号线路至少应采取一级雷电防护才能达到雷电防护的要求。但目前的情况是，大多数加油站都没有进行电源线路和信号线路的雷电过电压防护。随着科技的进步，加油站的电子设备也越来越多，越来越精密。受感应雷攻击的机会增加，承受能力却更低。因此需要采取强有力的防护措施，给加油站安装感应雷防护装置非常必要。于加油站的上述特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天以上），应选用最大标称放电电流大于15KA（10/350μS）的电涌保护器作为电源系统的第一级雷电防护，其保护水平应小于2000V，同时满足这两个方面的要求才能保证加油站设备用电电源的可靠运行。通信信号线路由于多是由外部进线，因此同样会受到雷击的威胁，因此也需要采用专用通信信号系列电涌保护器进行雷电防护。

四、加油站存在的防雷问题

4．1防直击雷方面存在的问题

(1)一些加油加气站的站房、罩棚或地上储油(气)罐未设置防直击雷的独立避雷针或架空避雷线(网)。

(2)一些加油站虽安装了防直击雷的装置,但在避雷装置的保护范围、引下线的设置、独立避雷针和架空避雷线(网)的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物空气中的距离和地下距离等方面不符合规范。

(3)一些加油站的油罐、液化石油气罐和储气瓶组等防雷和防静电接地装置未设置或已设置但不符合规范要求,起不到应有的作用。

4．2防雷电感应和雷电波侵入方面存在的问题

(1)许多加油加气站雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地及信息系统的接地等普遍存在无共用接地装置的现象。地上或管沟敷设的油品、液化石油气管道始、末端和分支处未设防静电和防感应雷的联合接地装置,个别接地电阻值过大问题比较突出。

(2)埋地油罐、液化石油气罐与露出地面的工艺管道未相互做电气连接并接地。卸车场地罐车卸车时用的防静电接地装置大多单位未设或虽已设但不合格。

(3)有些加油加气站的信息系统未采用铠装电线或电线穿钢管配线。配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端均未按要求接地。

4．3无防直击雷场所的整改措施

对于一些加油加气站未设置防直击雷装置的,根据各单位的实际情况,对加油加气站的站房、罩棚或地上储油(气)罐需要设置防直击雷的独立避雷针或架空避雷线(网)的,按要求增加防

直击雷装置;并使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。其中针对一些加油站罩棚太高难以装设独立避雷针、架空避雷线、避雷网时,采取将网格不大于5m×5m或6m×4m的避雷网直接装在建筑物上,避雷网沿罩棚的角、脊、檐和角等易受雷击的部位敷设。有的单位根据情况采取将所有避雷针采用避雷带互相连接,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12m。对于独立避雷针的杆塔、架空避雷针的端部和架空避雷网的各支柱处至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱,利用其作为引下线。每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区,可适当增大冲击接地电阻。

4．4 防雷电感应和雷电波侵入方面整改措施

(1)监督指导单位对加油加气站防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地及信息系统的接地等采用共用接地装置。对地上或管沟敷设的油品、液化石油气管道始、末端和分支处未设防静电和防感应雷的联合接地装置问题限期改正,个别接地电阻值过大问题找出原因,落实整改措施。

(2)对个别单位地上油罐、液化石油气罐与露出地面的工艺管道未相互做电气连接并接地问题限期改正;卸车场地未设罐车卸车时用的防雷电接地装置的按要求增加,并由防雷减灾技术人员逐一测试,不符合规定的及时予以整改。并设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪。

(3)督促某些加油加气站的信息系统采用铠装电线或电线穿钢管配线。配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端均按要求接地。

鉴于加油站的上述特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天以上），应选用最大标称放电电流大于15KA（10/350μS）的防雷器作为第一级防雷。至于残压方面，应设法将其降到2000V以下，才能保证基站设备的可靠运行。通信信号方面由于多是由外部进线，因此同样会受到雷击的威胁。下图为加油站系统图：