眉山市加油站防雷技术措施研究_李秀梅.pdf

科技与创新Science and Technology&Innovation1002023 年 第 04 期文章编号：2095-6835（2023）04-0100-03眉山市加油站防雷技术措施研究李秀梅1，陈 艳2，吴勇福1（1.四川省眉山市气象局，四川 眉山 620010；2.四川省凉山州气象局，四川 凉山彝族自治州 615000）摘要：随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，眉山市涌现出越来越多的加油站。加油站多处于交通便利且人员密集区域，其安全性直接影响到广大人民群众的生命财产。另外加油站属于易燃易爆等重点场所，一旦遭受雷击，防护不当必将导致重大损失，因此加强加油站的雷电防护至关重要。对加油站防雷隐患进行分析研究，提出针对性的技术措施，确保加油站建筑物和加油设施、设备安全可靠，有效避免雷电灾害的发生。关键词：眉山市；加油站；雷电隐患；技术措施中图分类号：U473.8文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.04.028随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，机动车的数量日益增多，眉山市涌现出越来越多的加油站。截至目前，全市共有 249 个加油站，具体分布如表 1 所示。根据表 1 可以看出，眉山市仁寿县和东坡区的加油站数量最多，青神县和丹棱县最少。加油站与经济发展情况、人口密度和土地面积等有十分紧密的联系。眉山市仁寿县与东坡区人口多，GDP 高且土地面积大，加油站多；青神县和丹棱县人口少，GDP低且土地面积小，加油站少。表 1眉山市各县（区）加油站数量地区分布东坡区彭山区仁寿县洪雅县青神县丹棱县眉山市（合计）加油站数量6926873114222492008-09-24，眉山市彭山区牧马镇某村民家里发生雷击事故，造成房顶出现了一个长 1.85 m、宽 0.7 m的大洞，屋内家具、物品被引燃，各种终端家用电器设备直接爆炸，致使玻璃窗粉碎，受害人被弹出的玻璃碎片划伤。此次雷击事故发生的主要原因是村民家里未安装雷电防护装置，无法防范直击雷与感应雷的侵害。加油站又属易燃易爆等重点场所，如果遭受雷击，可能引起更加重大的安全事故。因此，对加油站防雷隐患进行分析，提出针对性的技术措施，意义重大。通过采取有效的防范措施，进一步避免雷电灾害对加油站造成重大影响。1雷电的危害雷电是发生在雷雨云中或雷雨云之间，携带不同性质的电荷超出一定范围所引起的强烈放电现象。雷电主要对地面建筑物造成危害，特别是对易燃易爆等重点场所加油站来说，危害极大。雷电的危害主要有以下几种。1.1直击雷闪电直接击在建筑物、地面或其他防雷装置上，产生强大的电效应、热效应和机械力，直接造成建筑物的机械性损害。加油站的建筑物、加油机、油罐、输油管路等直接遭受雷击，造成加油站内的建筑物或相关设施、设备遭受不同程度的损害，甚至爆炸、起火等。1.2感应雷感应雷称为雷电感应或感应过电压，分为静电感应雷和电磁感应雷。当加油站上空或附近出现雷雨云时，由于静电感应，油罐和输油管道会产生大量静电电荷；当加油站上空或附近发生雷击时，由于电磁感应，会在闭合回路产生感应电动势，如果防雷措施不健全，可能造成加油站电子、电气设备损坏，甚至引发火灾等事故。1.3雷电反击雷电反击是指遭受直击雷的接闪器、引下线和接地体等，在引导强大的雷电流流入地面时，产生非常高的电压，与和它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差。接闪瞬间与地面间存在很高的电压，此电压对与地面连接的其他金属物品发生放电现象。若加油站内的线路、电气设备等与雷电基金项目眉山市气象局创新发展专项（编号：MSCXFZ202003）Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 04 期101防护装置之间距离太近，容易出现放电现象。雷电反击会导致加油站内的电子电气设备的绝缘性能遭到损害或击穿金属管道，甚至引起爆炸、火灾等。2加油站存在的雷电隐患2.1加油站自身存在的问题部分加油站改扩建没有严格按照规范程序办理，违规操作，导致原来的雷电防护装置遭受损坏。有的加油站在屋顶接闪带和线缆上放置杂物，或在屋顶放置其他设备，影响雷电防护装置的正常工作。许多电源和电缆表面没有安装金属管或屏蔽层等，且在入户前未安装过电压（电涌）保护器。当电源系统使用埋地电缆进线时，也会对加油站的防雷安全造成影响。当供电线、对外通信网络采用架空线路时，没有采取防雷击电磁脉冲侵入措施，极易造成感应雷的发生。2.2工作人员的防雷安全意识淡薄工作人员对雷电防护安全工作不够重视，未全面认识到雷电对加油站的危害。不能有效落实防雷工作计划，未建立防雷安全管理制度，未进行防雷安全培训，防雷常识不了解；没有有效开展雷电防护装置日常巡查与维护，忽略加油机、配电柜、发电机等设备的接地，或接地导线破损了未及时进行维修，甚至雷电防护装置出现损坏也不知道，使加油站遭受雷电灾害的安全隐患显著增加；未及时委托甲级雷电防护装置检测单位对加油站内的所有雷电防护装置进行定期检测；未制定防雷的应急预案，也未开展相关应急演练。2.3卸油区未设置防静电接地装置装卸成品油的过程中，油品流动会有自由电荷或电离子，造成油品和管道带上产生正、负电荷的静电荷。当静电荷聚集到一定程度，会产生电火花，引发静电事故。3加油站的防雷技术措施3.1防范直击雷的技术措施3.1.1确定直击雷的保护范围，建立有效防范措施根据 GB 500572010建筑物防雷设计规范1中的规定，加油站及其附属建筑物，包括办公楼、配电室、罩棚等都属于第二类防雷建筑物。接闪器的保护范围一般包含了整个加油站，但也有大型加油站存在储罐区和办公楼不完全在接闪器保护范围内，又没有另外设置其他防直击雷措施。此时通过滚球法可准确计算接闪杆等接闪器的保护距离，利用计算结果在保护范围外设置其他防直击雷措施，消除超范围保护的隐患。滚球法计算保护范围如下。进行滚球法计算时，加油站属第二类防雷建筑物，hr（滚球半径）=45 m，加油站接闪杆高度 h 通常小于hr。根据加油站设计规范（如图 1 所示）进行如下操作：距地面 45 m 处作一平行于地面的平行线。以杆尖为圆心，45 m 为半径作弧线交于平行线的 A、B 共 2点。以 A、B 为圆心，45 m 为半径作弧线，弧线与杆尖相交并与地面相切。弧线到地面为其保护范围，保护范围为一个对称锥体（如图 2 所示）。接闪杆在hx高度的平面上和地面上的保护半径，应根据以下公式计算：）（）（xxx9090hhhhr-=（1）（hhr-=900（2）式（1）（2）中：rx为接闪杆在 hx高度的平面上的保护半径，m；h 为接闪杆的高度，m；hx为被保护物高度，m；r0为接闪杆在地面上的保护半径，m。图 1滚球法保护范围平面示意图图 2滚球法保护范围立体示意图3.1.2防直击雷的技术措施3.1.2.1接闪器应在加油站建筑物上安装接闪带、接闪杆或混合接闪器。接闪带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，且整个屋面组成小于或等于 10 m10 m 或 12 m8 m 的网格。所有接闪杆需采用接闪带相互连接。当罩棚使用金属屋顶时，顶面单层金属板厚度大于 0.5 mm，搭接长度大于 10 cm，顶面下面的吊顶没有易燃材料，可不另外安装接闪器2。rxhrx避雷针尖高度lxBA科技与创新Science and Technology&Innovation1022023 年 第 04 期检查接闪器焊接工艺，锈蚀达到 1/3 以上需立即整改。接闪带支撑卡的高度应小于 15 cm，水平间距为0.51.0 m。加油站屋面旗杆、灯具、金属广告牌和钢结构等金属构件与接闪器需等电位连接，测量其过渡电阻。等电位连接规格、材料需符合 GB 500572010 中表5.1.21的要求。3.1.2.2引下线引下线大于或等于 2 根，并沿加油站建筑物四周均匀或对称布置，其间距不大于 18 m。建筑物跨度较大时，不能在跨距中部设引下线，需在跨距两端设引下线，并减小其他引下线的间距，专门设立的引下线的间距也应不大于 18 m。如果建筑物运用钢柱或柱子钢筋作引下线，可以不满足引下线间距小于等于 18 m的要求。检查引下线和接地装置、接闪带的连接情况、防腐措施及焊接工艺等。每根引下线的冲击接地电阻小于或等于 10。3.1.2.3接地装置为实现均压等电位，加油站防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置，且宜和埋地金属管道相连，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。共用接地装置接地电阻值宜小于或等于 4。查看接地装置的结构和安装位置，翻看隐蔽工程记录，确定接地体的埋设深度、间距、安装情况，检查接地装置的材质、防腐措施及连接方式。3.2防范感应雷和雷电波入侵的技术措施380 V/220 V 供配电系统宜采用 TN-S 系统，当外供电源为 380 V 时，采用 TN-C-S 系统。供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端都应该要接地，供配电系统的电源端需安装与设备耐压水平一致的过电压（电涌）保护器2。加油站使用弱电设备和通讯线路等需增设防雷电波侵入措施。低压线路应采取埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入，入户端需将电缆金属外皮、金属线槽接地；加油站建筑物的上述金属物需与防雷接地装置相连。低压电源线路引入总配电箱、配电柜等安装过电压（电涌）保护器。当靠近用电设施时，根据情况再加装过电压（电涌）保护器。架空和直埋地的金属管道进出加油站建筑物的地方应就近与防雷接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻小于或等于 10。引入、引出加油站建筑物的金属管道进出地方应与防雷接地装置相连；架空金属管道需在距建筑物大约 25 m 处接地一次3，其冲击接地电阻小于或等于 10。在爆炸危险区域内工艺管道上的法兰两端等连接处，应采用金属线跨接。如果法兰的连接螺栓大于等于 5 根时，在没有腐蚀环境下可以不跨接。加油站卸油区应设置专用防静电装置，专用装置宜采用共用接地，阻值小于或等于 4；当采用独立接地时，阻值应小于或等于 100。为增强加油站卸油安全，卸油管与油罐间用快速接头连接，保证卸油管伸至距罐底 20 cm 处，在卸油管管口处开 45斜口，避免油品喷溅或产生静电。另外为确保卸油管等连通设备拥有导静电、耐油特性，油管需满足直径大于 5 cm，卸油过程中，采用专门的接地导线、夹子和接地端子连接卸油设备和油罐。检测加油机金属外壳、分体泵、真空泵、油气分离器、防爆电源盒、线路屏蔽层等金属构件和加油机内的局部等电位端子连接情况，连接线需采用大于等于 6 mm2的铜芯线。检测加油枪采用导静电软管和加油机出油管的连接情况，测量加油枪枪管和出油管的过渡电阻。加油枪内金属连接线容易断裂，需每周对加油枪进行导通测试，如果导通差或不导通，应该及时整改或更换加油枪。加油站还需做好等电位连接及接地，做好油罐的管线与罐体间等电位连接带，与地面保持良好连接。4结论加油站属易燃易爆等重点场所，眉山市又是雷电易发区，做好雷电防护工作对加油站的日常管理非常重要。本文分析研究了加油站的防雷技术措施，掌握其中具体防雷知识，能有效避免雷电灾害对加油站造成巨大经济损失，保障人民生命和财产的安全。参考文献：1中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 500572010 建筑物防雷设计规范S.北京：中国计划出版社，2010.2中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 501562012 汽车加油站加气站设计与施工规范S.北京：中国计划出版社，2012.3胡毅，徐丹，周龙.论大连地区加油站防雷的必要性和防护措施J.建筑工程技术与设计，2017（2）：653.作者简介：李秀梅（1983），女，本科，工程师，主要从事气象灾害防御工作。（编辑：丁琳）