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◆背景描述

加油站（庫(kù)）是接卸、存儲(chǔ)供應(yīng)各種石油商品的重地，雷電防護(hù)安全特別重要，一旦發(fā)生雷擊事故會(huì)造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。目前，我國(guó)加油站中廣泛應(yīng)用的電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品已經(jīng)成為我國(guó)油料信息化日常運(yùn)行中不可缺少的一部分，加油站已采用各種自動(dòng)液位監(jiān)測(cè)儀隨時(shí)監(jiān)控油品在存量，各種電腦加油機(jī)自動(dòng)處理每一筆信息和驗(yàn)證單據(jù)，通過液位遙控測(cè)試系統(tǒng)來管理加油站的運(yùn)行。如果這些系統(tǒng)一旦給雷擊后造成損壞必將對(duì)油料信息的業(yè)務(wù)造成很大的損失。近年來，隨著加油站進(jìn)入數(shù)字化、信息化管理和微電子設(shè)備使用量不斷地增加，這些電子信息設(shè)備抗雷電電磁脈沖干擾的能力十分脆弱很容易遭雷電感應(yīng)侵害，因此，雷電對(duì)加油站微電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)造成了相當(dāng)大的破壞，加油站的雷電防護(hù)必須引起高度重視和加強(qiáng)防護(hù)區(qū)域的重點(diǎn)防護(hù)等級(jí)。

◆挑戰(zhàn)與需求

1、加油站雷電電磁脈沖干擾的入侵途徑主要為：

1）直擊雷侵害途徑：雷電對(duì)加油站的危害主要以其熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、反擊電壓、雷電流的電磁感應(yīng)及跨步電壓等產(chǎn)生破壞作用，從而給人類帶來巨大的危害。

2）雷電侵入波途徑：加油站內(nèi)的供電電源系統(tǒng)、微電子（信號(hào)）系統(tǒng)的線路布線復(fù)雜在氣象條件下及易遭雷電感應(yīng)的侵害，直擊雷產(chǎn)生的閃絡(luò)現(xiàn)象形成的雷電電磁脈沖（輻射）通過金屬導(dǎo)體（線纜）傳輸會(huì)對(duì)一些敏感的微電子設(shè)備造成損壞。雷電電磁脈沖是作為干擾源的雷電流及雷電電磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)效應(yīng)，它能夠耦合到電氣和電子系統(tǒng)中，產(chǎn)生破壞性的暫態(tài)過電壓和過電流。

3）地電位反擊：加油站內(nèi)的供電電源系統(tǒng)、微電子（信號(hào)）系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備工作電壓等級(jí)多而不一，因此電源（微電子）系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的地電阻值（工作接地、保護(hù)接地、防雷專用接地）技術(shù)參數(shù)要求也不同，在氣象條件下直擊雷產(chǎn)生的閃絡(luò)現(xiàn)象形成的雷電流通過各自的接地系統(tǒng)造成了電壓差使機(jī)電設(shè)備之間相互反擊損壞設(shè)備。地電位反擊是雷電流入地的瞬間，由于各系統(tǒng)接地裝置間電位不同而產(chǎn)生的電位差，沿接地線到達(dá)設(shè)備的外殼、電力線的中性線以及直流地的基準(zhǔn)電位點(diǎn)，造成的后果是有可能使設(shè)備的外殼、電力線的中性線、直流地的基準(zhǔn)零電位點(diǎn)瞬間抬高數(shù)千伏直至數(shù)萬伏，危及人身和設(shè)備的安全。

2、加油站防雷分類防護(hù)思想

1）建筑物的防雷：加油站的建筑物包括加油棚、宿舍樓及其它附屬建筑物。這些建筑物在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，利用其框架結(jié)構(gòu)的樁作為垂直接地體，利用地梁與汞臺(tái)作為水平接地體，利用樁內(nèi)兩條對(duì)角主筋作為引下線，利用天面板筋作為網(wǎng)絡(luò)（10m×10m或8m×12m）。沿天面四邊設(shè)避雷帶。

2）油罐的防雷：金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不應(yīng)＞30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。油罐頂板厚度＜4mm時(shí)，應(yīng)裝防直擊雷設(shè)施，當(dāng)頂板厚度≥4mm，可不裝防直擊雷設(shè)施。但在多雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)多于40天），也可裝防直擊雷設(shè)施，獨(dú)立避雷針與被保護(hù)油罐的水平距離不應(yīng)＜3m，保護(hù)范圍應(yīng)高于呼吸閥2m以上。

3）電源線和電話線的防雷：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。

（1）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(zhǎng)度不宜小于2ρ（ρ為當(dāng)?shù)赝寥离娮杪�，單位為�?span lang="EN-US">.m）。在配電房設(shè)備總電源處安裝三相電源避雷器。在設(shè)備的電源輸入端安裝專用的電源避雷器。避雷器應(yīng)選用防爆型產(chǎn)品。

（2）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(zhǎng)度不宜小于2ρ），金屬管首尾接到地極上引入。并安裝專用的電話避雷器。

4）接地

（1）建筑物防雷接地電阻應(yīng)<10Ω。

（2）獨(dú)立避雷針和油罐的兩組接地裝置的地中距離Se≥0.4Ri（Ri為沖擊接地電阻），但不得小于3m。接地電阻不大于10Ω。

（3）工作接地、安全保護(hù)接地、避雷器接地、建筑物的防雷接地宜共用一組接地裝置，接地電阻不大于4Ω。

◆方案與解決

1、加油站防雷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成：

1）建筑物（體）直擊雷

2）電源系統(tǒng)（高、低壓）配電裝置

3）電子信息設(shè)備系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警裝置、消防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)）

4）均壓（等電位）裝置

5）接地泄流系統(tǒng)

2、石油化工（加油站）雷電防護(hù)內(nèi)容：

1）直擊雷裝置

2）雷電電磁脈沖防護(hù)裝置

3）均壓（等電位）裝置

4）靜電（ESD·ESDS）防護(hù)裝置

5）泄流裝置

3、石油化工（加油站）雷電及過電壓防護(hù)措施技術(shù)依據(jù)：

1）直擊雷裝置：加油站建筑物直擊雷防護(hù)應(yīng)符合建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010第4.2.1條、第4.2.4條、第4.3.1條、第4.4.1條、第4.4.8條、第4.5.2條技術(shù)要求。

2）加油站機(jī)電設(shè)備直擊雷裝置：依據(jù)建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010《附錄D：滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍》第D.0.2條技術(shù)參數(shù)確定接閃器高度的計(jì)算公式，作為有效保護(hù)半徑技術(shù)措施。直擊雷防護(hù)裝置材料需符合GB11032-89防雷器材指標(biāo)要求。

3）雷電電磁脈沖防護(hù)裝置：根據(jù)GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范和GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（第5.4.條規(guī)定，參照5.4.1-1圖、5.4.1-1表和5.4.1-2表、5.4.2條、5.4.2-1表、5.4.2-2表、5.4.3條、5.4.4條、5.4.5條、5.4.6條、5.4.7條、5.4.8條、5.4.9條之技術(shù)參數(shù)）的要求，在電源系統(tǒng)輸入/出控制端、微電子（信號(hào)）系統(tǒng)的線路終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置、消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的終端設(shè)備加裝相對(duì)應(yīng)的防雷器（SPD）防止傳輸線路中感應(yīng)雷的雷電波/流侵害智能電子設(shè)備及人員的操作安全。

4）均壓（等電位）裝置：根據(jù)GB50343-2012 建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，參照規(guī)范第5.2.1條、第5.2.2條、第5.2.3條、第5.2.4條、第5.2.5條、第5.2.6條、第5.2.7條、第5.2.8條、第5.2.9條、第5.2.10條之規(guī)定設(shè)計(jì)（電源系統(tǒng)、微電子信號(hào)設(shè)備）等電位（均壓環(huán)）保護(hù)措施。

5）泄流裝置：依據(jù)防雷規(guī)范GB50057-2010/GB50343-2012要求設(shè)計(jì)接地裝置的阻抗值，接地裝置安裝實(shí)施流程參照接地裝置示意圖D501-1～4建筑物防雷設(shè)施安裝規(guī)范。   

4、石油化工（加油站）雷電及過電壓防護(hù)具體措施：

1）建筑物直擊雷防護(hù)：直擊雷防護(hù)裝置是石油化工（加油站）建筑物不可或缺的雷電防護(hù)重要基礎(chǔ)條件，是石油化工（加油站）建筑物的防雷系統(tǒng)保護(hù)不可忽視的重要組成部分之一。石油化工（加油站）建筑物（體）直擊雷防護(hù)裝置可采用φ10的圓鋼（刷銀粉漆）在天面女兒墻（或挑檐）構(gòu)筑接閃帶，另外用φ10的圓鋼做接閃帶支撐，支撐高度15cm，每隔1m設(shè)一支撐。

2）油罐區(qū)直擊雷防護(hù)：依據(jù) GB50074-2002《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》防雷的要求，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＞30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m，鋼油罐頂板厚度＜4mm 時(shí)，應(yīng)裝防直擊雷設(shè)施，當(dāng)頂板厚度≥4mm，可不裝防直擊雷設(shè)施。但對(duì)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。

3）電源浪涌保護(hù)措施：按照電源系統(tǒng)浪涌分級(jí)泄放原理和依據(jù)GB50057/GB50343防雷規(guī)范要求，在石油化工（加油站）內(nèi)的電源系統(tǒng)380V低壓配電室總開關(guān)、辦公機(jī)房?jī)?nèi)所有IT設(shè)備、加油機(jī)電源配電箱、收費(fèi)區(qū)稅控主機(jī)、加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、微電子設(shè)備的電源輸入端安裝相對(duì)應(yīng)的電源浪涌保護(hù)器作為電源線路、加油設(shè)備的電涌保護(hù)裝置。

4）微電子（信號(hào)）設(shè)備浪涌保護(hù)措施：按照微電子（信號(hào)）系統(tǒng)浪涌分級(jí)泄放原理和依據(jù)GB50343-2012防雷規(guī)范第5.5.2條、第5.5.3條、第5.5.4條、第5.5.5條、第5.5.6條、第5.5.7條的技術(shù)參數(shù)要求，在加油機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集器加油機(jī)控制總線處、稅控主機(jī)的加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸線端口、網(wǎng)絡(luò)通訊線路的進(jìn)線端、監(jiān)控設(shè)備端口、視頻傳輸線路和電話交換機(jī)設(shè)備端口、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置、消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的終端設(shè)備輸入與輸出端口安裝相對(duì)應(yīng)的信號(hào)浪涌保護(hù)器作為加油站微電子（信號(hào)）設(shè)備的電涌保護(hù)裝置。

5）均壓（等電位）裝置：石油化工（加油站）建筑物均壓裝置依據(jù)GB50057-2010第4.2.1條、第4.2.4條、第4.3.1條、第4.4.1條、第4.4.8條、第4.5.2條技術(shù)要求實(shí)施）采用建筑物外圍結(jié)構(gòu)鋼筋圈梁外邊上下兩根鋼筋（搭接頭可靠連接并與柱主鋼筋引下連接）作為建筑物的均壓帶（環(huán)）防護(hù)裝置。電源設(shè)施（加油機(jī)設(shè)備）地電位均壓裝置采用PE匯流排與建筑物柱主鋼筋可靠連接構(gòu)成有效地法拉第籠保護(hù)裝置。微電子設(shè)施（信號(hào)設(shè)備）地電位均壓防護(hù)裝置在微電子機(jī)房靜電板下采用銅排制作均壓環(huán)（網(wǎng)格式）作為微電子（信號(hào)設(shè)備）等電位防護(hù)裝置，均壓環(huán)主匯流排PE連接裝置與建筑物柱主鋼筋（或?qū)Ｓ玫奈㈦娮釉O(shè)備防雷接地泄流裝置系統(tǒng)）可靠連接構(gòu)成有效地法拉第籠保護(hù)裝置。

6）靜電（ESD·ESDS）防護(hù)裝置：依據(jù)GB50156-2002（2006版）第《10.3》防靜電之規(guī)定10.3.2要求，加油站汽油罐車卸車場(chǎng)地應(yīng)設(shè)罐車卸車時(shí)用的防靜電接地裝置。加油站防靜電接地裝置阻抗值設(shè)計(jì)依據(jù)GB50156-2002（2006版）第10.2.2防雷接地裝置要求，阻抗值設(shè)計(jì)值為≤4Ω。

7）防雷接地系統(tǒng)：石油化工（加油站）建筑物體接地裝置（泄流體）利用建筑物整體砼鋼筋基礎(chǔ)作為雷電感應(yīng)泄放通道體。石油化工（加油站）電源供電模式為TN-S系統(tǒng)，電源浪涌保護(hù)措施PE點(diǎn)線接至被保護(hù)的電源裝置的（箱、柜、設(shè)備、設(shè)施）的接地PE點(diǎn)作為雷電防護(hù)泄流系統(tǒng)的裝置（接地阻抗值參照電氣設(shè)施設(shè)計(jì)值應(yīng)符合規(guī)范要求和使用條件）。微電子（信號(hào)）設(shè)備雷電（靜電）感應(yīng)泄放通道體應(yīng)符合地電阻設(shè)計(jì)值的技術(shù)要求，采用匯流排（或等電位）連接（在條件允許前提下應(yīng)采用公共接地裝置系統(tǒng)或法拉第籠保護(hù)模式）作為防雷接地泄流裝置。

8）敷設(shè)布線注意事宜：石油化工（加油站）建筑物內(nèi)的供電電源系統(tǒng)、微電子（信號(hào)）系統(tǒng)的線路布線施工時(shí)，為減小雷害風(fēng)險(xiǎn)任何導(dǎo)線/金屬線路均應(yīng)盡可能避免與直擊雷防護(hù)系統(tǒng)平行捆扎（布線應(yīng)實(shí)施屏蔽措施），而應(yīng)依有關(guān)規(guī)范要求合理布線。

◆石油化工（加油站）防雷安全技術(shù)規(guī)定

1、石油化工（加油站）要按照全方位防護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防的技術(shù)原則進(jìn)行雷電防護(hù)。重點(diǎn)采用“躲”、“等電位連接”、“傳導(dǎo)”、“分流”、“接地”、“屏蔽”等六項(xiàng)現(xiàn)代防雷技術(shù)措施。

2、石油化工（加油站）要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行政法規(guī)，制定防雷電危害的具體細(xì)則，建立設(shè)備防雷檔案和檢測(cè)記錄。

3、石油化工（加油站）應(yīng)繪制本單位的防雷接地分布圖,詳細(xì)記錄接地點(diǎn)位置、接地體形狀、材質(zhì)、數(shù)量和埋設(shè)情況。

4、石油化工（加油站）進(jìn)行擴(kuò)建、改造和大修后，均應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試檢查。

5、根據(jù)石油化工（加油站）可燃易燃液體與氣體貯罐、鐵路棧臺(tái)、汽車棧臺(tái)、油品碼頭與液化氣碼頭、加油站等重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求確定為第一類防雷構(gòu)筑物。

6、石油產(chǎn)品應(yīng)儲(chǔ)存在密閉性容器內(nèi),并避免易燃或可燃性油氣混合物在容器周圍積聚。

7、易燃或可燃性油氣可能泄漏或積聚的區(qū)域,應(yīng)采取電氣連接（跨接）等措施以防止存在可能產(chǎn)生金屬導(dǎo)體電位差的間隙。

8、固定頂金屬容器附件(如呼吸閥、安全閥)必須裝設(shè)阻火器。

9、石油容器及其附屬裝置(如阻火器、呼吸閥、量油孔等)均應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)。

10、加油站設(shè)備、容器等設(shè)施應(yīng)采用防雷接地。

11、雷雨天時(shí)加油站應(yīng)停止可能導(dǎo)致油氣或可燃?xì)怏w從油罐、容器等設(shè)備中外泄的計(jì)量和收發(fā)作業(yè)。

5、石油化工（加油站） 雷電電磁脈沖防護(hù)拓?fù)鋱D：

◆方案實(shí)施 （產(chǎn)品選型）

1、直擊雷防護(hù)裝置

1）GFL系列接閃塔。

2）普通接閃器：LR02系列。

3）優(yōu)化接閃器：LR01系列。

4）提前放電接閃器：LRT系列。

2、雷電電磁脈沖防護(hù)裝置（SPD）

3、泄流（接地）裝置

1）銅包鋼接地極：EP01系列。

2）離子接地極：EP02系列。

3）石墨接地模塊：EP03/P2系列。

4）等電位連接器：EP04系列。

南京寧翔防雷工程科技有限公司

2018-10-02