如何做好加油站的防雷检测与保护设计

来源 :农业与技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeff0482003
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  摘要:针对东营辖区内较大加油站的现状和存在的问题做出判断、分析。查找隐患问题,制定解决方案,在防雷检测工作中完善提高检测的技术方法和手段,把防雷检测工作做得更好。
  关键词:加油站现状分析;防雷检测;防护设计
  中图分类号:U473.8 文献标识码:A
  
  当下汽车拥有量快速增长,为此提供服务的加油站随之迅猛发展起来。加油站内的自动化设施也在不断提高,如自动控制柜和自动报警器等的广泛应用使加油站安全运行成为工作的重中之重。然而各类电子设备的耐过电压能力较低,造成雷电和过电压破坏的比例呈上升的趋势,给人们的生产生活带来了极大的危害,因此加大对防雷设施检测与保护显得尤为重要。为了了解我市辖区内加油站的防雷击安全设计情况,做到防患于未然,我们组织人员对各加油站进行了拉网式检查,共检测市辖区较大型加油站30多处,发现问题多处,集中进行了整改和技术指导,现将此次检查的情况整理归纳如下:
  1 加油站现状分析
  我市区80%加油站建在偏离城区的郊外及公路等开阔地带,站区本身不具备防雷实施的条件,只有东、西城区9家加油站位置选取符合标准。再者由于加油站的作业面积一般都较小,多级防雷方案不便实施,但加油站的电子集成管理系统的雷电防护又非常重要,一旦遭受雷电袭击,加油站工作将无法正常运行;另外220/380V外接电源是大多数加油站所采用的,一般情况下都是采取明线连接到站区后实行埋地导入,穿越基础墙体或行车道部分都有钢质套管保护;一般加油站的加油机壳体内及其周围,灌区通气放散口周围、加油机加油场坪、油罐进油时通气管周围都有可能存在爆炸性危险,因此要特别注意防火、防静电安全措施。从雷电防护角度对市区加油站的整体现状分析看,加油站基本属于高风险区域,与雷电的接触率是很高的,这就要求我们采取可行有效的防护及保护措施。依据国家的相关标准,加油站内的电源路线需要采用二级或以上的防雷技术措施,这样才能确保防雷措施收到良好的效果。就目前的情况来看,大部分加油站并没有采用良好可行的电源线路来进行防护,可见防护的措施还是存在很大的缺陷。
  2 防雷检测技术
  加油站在防雷检测中应严格执行中华人民共和国的国家标准,如《汽车加油加气站设计和施工规范》、《石油与石油设施雷电安全规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》以及《建筑物防雷设计规范》中的要求,并谨慎按照以下程序来进行防雷安全检测。
  2.1 直击雷检测
  根据对市区加油站的设计图纸查看分析,我们首先得摸清楚加油站内地下管线及电源通信路线和有些附属设施及连接路线,按照实际情况跟图纸的结合来确定站内防雷等级,以及按照国家的严格标准来检测站内建筑有无在保护区内。其次就是油罐防雷系统的检测,确认埋地油罐罐壁的厚度有没有超过4mm,如果大于4mm,可以不设此装置,但油罐罐壁需要做成环形状并连接地面,装置的区域点应多于2处,并且要明白弧形的距离要小于30m,连接地体的距离不小于3m。
  检查并测试防直击雷部分时,我们要严格依据《汽车加油站设计和施工规范》GB50156-2002以及《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年)中的国家标准进行操作,对市区各加油站的罩棚、避雷针、避雷带等进行了认真细致的检测。测得接地电阻均在4Ω以下,符合防雷规范。
  2.2 感应雷检测
  首先要对各加油站内的金属配件及基础设施进行检测:如金属门窗与自动控制柜、压缩机与加油机、加油枪、电缆屏蔽层等的接地性是否可靠;在查看法兰盘与阀门的时候要注意有没有用金属线连接且其阻值要小于0.03Ω;在测验呼吸阀与排气管及阻火器等时要注意金属附件是否已经电位连接;尤其要注意在检查防静电接地装置的时候,是否防雷接地与此装置采用了共用接地,要保证电阻值小于1Ω或者4Ω,假如不是共用接地装置则需明白其防静电接地电阻要小于100Ω。操作过程中我们严格按照国家标准规范,对市区各加油站进行防感应雷检测,如加油站的加油机、加油枪、排气管、管道、穿线管、浪涌保护器、呼吸器、卸油口等接地电阻基本都在4Ω以下,阀门、法兰盘在0.03Ω以下,卸车极的静电接地电阻值为13Ω,也在规定的100Ω以内,符合防雷规范。
  2.3 雷电波侵入检测
  在对雷电波是否侵入进行检测时,首先考虑的就是查看供电路线有没有采用铠装的电缆,电缆是采用架空线引入还是埋地引入,一般情况下国家要求采取使用铠装式电缆埋地引入。检测加油站内的电子信息系统的供电路线有没有安装二级电涌保护器,当电源是架空线引入时,第一级应选用带间隙10/350波形的二级电涌保护器;当电源是埋地引入时,第一级应选用8/20波形二级电涌保护器。
  其次检查刷卡机、电脑加油机控制板、计价器等是否安装了相应的二级电涌保护器,要时刻检查二级电涌保护器是否被损坏及热脱扣等现象的产生,以避免产生严重的负面影响。
  安装在加油站内的二级电涌保护器,要求其第一级电源的相线采用截面积大于16mm2的铜芯线,而对于地线的截面积需大于25mm2的铜芯线;第二级的相线需使用截面积大于6mm2的铜芯线,地线采用截面积不小于10 mm2的铜芯线。不管是信号线路的电涌保护器还是电源线路的电涌保护器,连接至等电位的联接板导线需要直且短,最好长度小于0.5m,如果连接线长度不能很好的满足需求,则需要增大连接线的截面积,且为了避免感应回路,二级电涌保护器与设备保护之间需采用无回路形式安装。
  我们按照国家标准规范,在对市区各加油站的防雷电波侵入部分进行检测时,检测到加油站采用的是铠装电缆埋地引入,安装了两级电涌保护器,电涌保护器无损坏、热脱口、老化现象,相线和地线采用了相应的截面积不小于16 mm2和25 mm2的铜芯线,导线短且直,长度不大于0.5 m,符合防雷规范。
  3 加油站防雷保护设计
  3.1加油站工作区域内的防雷设计需符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-94中的标准规定
  通常情况下界定为二类防雷类别,用滚球设计来连接闪器时其滚球半径应为45m。站区内办公室、油棚等在设计与施工的时候要多利用建筑物框架结构的桩体来作为与地体的垂直连接,而桩内的两条对角主筋应作为引下线,把承台跟地梁作为水平的接地体以及天面板筋作为网络(其规格是:10m x10m或者8m x 12m)。这样就只需把避雷带设在天面的四边,并且在天面的四角设上50cm的避雷短针。相对加油站中的几个尖顶型结构来说,则需要根据其在建筑体尖顶部位安装一个高度为150cm的避雷针才可消除隐患。
  而在油罐区的防雷设计则需要根据《石油库设计规范》中的第14.2章标准:如钢油罐顶板厚度小于4mm的时候,就需要安装防直击雷设施;当钢油罐顶板厚度大于或等于4mm的时候,可以不设置防直击雷设备。而对于这些多雷区的油罐与铝顶油罐,需要安装独立的避雷设置来防止直击雷的袭击。在被保护油罐和独立的避雷针中的水平距离不能小于3m,其保护范围则要高于呼吸阀2m以上才能确保安全。金属油罐则需要做成环形状接地,接地点不能少于两处,弧形距离宜在大于30m,接地体距罐壁需大于3m。
  根据《建筑物防雷设计规范》GB 50057-94中的第三章与《石油库设计规范》GB 50074-2002中的第14.2章标准规定:在油罐区的防雷类别需设定一类,根据滚球法计算其常规油罐区的保护范围。如果滚球半径为30m时,则其两支的对角线分布的等高避雷针的高度应为9.5m,可以选取型号为ALP-150的避雷针,且其导流面积不小于100mm2,依据安装的需要可螺栓固紧或者焊接在避雷针铁塔顶部。但通过对这30多家加油站的实地考察发现多数加油站没有按照相关规定进行设计、施工,因而在防雷安全上存在着隐患。
  3.2感应雷防护设计
  一般认为,对于年均雷暴日40天以上的中等以上雷暴强度地区,鉴于加油站特点和要求,最好选用标称放电电流不低于15KA(10/350μS)防雷器作为一级防雷,而有关残压方面,需采取有效可行的方法将其降至2000V以下,这样才能确保加油站内的设备可靠运行。
  (1)加油站内的二级电涌保护器需根据IEC613612与GB50057-94(2000版)的标准来执行,在LPZ0与LPZ1的交界区:U2=U1-I2R2,从这可以看出U2  (2)为了更方便地安装电涌保护器,可通过电涌保护器的雷电流逐级减少来实现。在安装此项任务时,雷电波频率下的导线电感是不容忽视的,于是就有Uc=UL1 Us UL2与Uc=Is(ZL1 ZL2) Us。这样的残压将会附加上一个额外的Is(ZL1 ZL2),如果只有一级电涌保护器,雷电流的大部分将从这一级电涌保护器泄放入地则Is非常大,这样要保证U额外Is(ZL1 ZL2),否则ZL1 ZL2要非常小,即导线要非常短,在安装时往往很难做到,安装条件就会非常苛刻。而采取多级布置则可以有效解决这个问题。
  (3) 分区多级布置使电涌保护器由于自身放电的电磁脉冲的干扰减弱,当在导体中有高频信号通过时,就会向空间发射电磁波及发射功率。当电流和电压降低时其发射功率也就减弱,这样不会因为电涌保护器的放电而影响微电子设备的正常运行。
  (4) SPD必须尽量靠近被保护设备。这是因为电涌保护器距被保护设备的距离过大,会由于雷电波的反射效应而在被保护设备上引起高频振荡,使得设备上的电压超过电涌保护器上的残压而损坏设备。两者间距一般应小于10m。
  3.3等电位有效连接与有效接地
  在加油站作业区内应采取使用屏蔽线路,而非屏蔽电缆应布设在钢筋成格栅形、金属格栅与金属线管形的混凝土管道内,这期间的金属导体必须导电贯通,屏蔽金属体的两端应与各建筑物防雷区分界处等电位连接。设备的屏蔽即设备的金属外壳要接地可靠,以提高设备本身的抗浪涌、抗干扰能力;等电位连接是防止和减少电气线路的短路、过载,特别是接地故障引起的电气火灾、爆炸和生命危险。为了彻底消除雷电引起的电位差,加油站内各建筑体的首层、顶层和电子设备间均应实行等电位连接;接地主要是为电路或系统提供一个等电位点或面,也是为电流提供流回源的低阻抗路径,或为不需要的电流提供泄放的通道,故此在加油站的防雷设计中所采取的有效接地方式是必不可少的。
  经过对市区多家加油(气)站的检查摸底得知:我市区内各加油单位在内部和外部防雷的防护设计与施工上,基本符合国家规范,未出现过被雷击的事故,通常说来加油站属高危场所,这做好防雷检测的保护措施是保证安全生产的一个重要环节,需要大家按照国家的严格标准与相关技术的整体结合来对其进行有效的防雷安全检测,消除雷电安全隐患,完善防雷设施建设,确保加油站工作安全平稳运行。
  
  参考文献
  [1] 建筑物防雷设计规范,GB50057-94[S].2000.
  [2] 汽车加油加气站设计和施工规范,GB50156-2002[S].
  [3] 建筑物电子信息系统防雷技术规范,GB50343-2004[S].
  [4] 石油与石油设施雷电安全规范,GB15599-1995[S].
  
  作者简介:党文升(1970-),男,汉族,东营市雷电防护中心主任,研究方向:应用气象。
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