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摘要随着社会经济的不断发展,汽车加油站越来越多。近年来,雷击汽车加油站的灾害事例也频繁发生。加油站作为易燃易爆场所,其安全直接威胁着广大人民群众的生命财产安全。本文根据现代防雷技术的基本原则出发,对加油站从外部防雷(防直击雷)和内部防雷(防雷电电磁脉冲)两个角度进行防雷设计,并采取截流、屏蔽、均压、接地、分流等技术措施进行全方位的防护,层层设防,综合治理。因此,加油站的防雷工程是一项系统工程,对其进行综合防雷设计是非常重要的。
关键词汽车加油站;综合防雷;防雷设计
中图分类号X43文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0048-01
0引言
汽车加油站通常建在公路两旁比较开阔、孤立的地理位置,站内装设有各种各样的灵敏度高且易受干扰的电子电气设备,供电线路和信息传输线路一般是架空明线至站区附近埋地而入。从以上特点可以看出,加油站不仅容易遭受直击雷的伤害,而且雷电电磁脉冲也无孔不入地侵袭着各类电子电气设备。因此,加油站的防雷工程是一项系统工程,不能只采用单一的防直击雷措施,而应综合考虑雷电减灾的多种因素,采用综合的防雷技术和措施。这些防雷技术和措施主要从外部防雷和内部防雷两部分入手,并采取截流、屏蔽、均压,分流和接地等五项技术措施进行防雷设计。
1加油站的外部防雷设计
加油站的外部防雷主要由接闪器、引下线和接地装置三部分组成,由接闪器拦截闪电,并通过引下线和接地装置可将大部分雷电流直接导入地下泄放。
1.1接闪器的设计
根据规范,加油站的防雷类别为二类防雷建筑物,用滚球法(滚球半径R=45m)计算接闪器的保护范围。对加油站区内的营业厅、加油亭及其它附属建筑物进行设计时,可以利用建筑物天面板筋作为接闪网格(尺寸小于≤10×10m),并沿建筑物天面四边敷设避雷带,在建筑物的角部或阳角处设避雷短针进行防护。如果加油亭为金属结构,可以利用其金属面作为接闪器,但各部件之间均应连成电气通路。
根据规范要求:钢油罐顶板厚度<4mm时,应装设防直雷击设施;当顶板厚度≥4mm时,可不装防直击雷设施。目前,加油站的金属油罐厚度一般≥4mm,并采用埋地方式。因此,加油站金属油罐的设计不需安装独立避雷针作为防直击雷设施。
1.2引下线的设计
加油站内的建筑物可以利用建筑物柱子基础内的两条主筋作为引下线,并按标准要求将避雷带与建筑物混凝土内的钢筋相连。这一做法不仅经济、施工方便,而且防雷效果更佳。
1.3接地装置的设计
加油站的营业厅、加油亭及其它附属建筑物可以利用其框架结构的桩作为垂直接地装置,利用其地圈梁作为水平接地装置。油罐区的接地装置必须作环形接地,其接地点不应少于两处。对于高土壤电阻率地区,必要时采用降阻剂、非金属接地模块和换土等措施,以降低接地装置接地电阻。
2加油站的内部防雷设计
根据国际IEC 61312标准,当雷击击中建筑物时,即使装有避雷针,直击雷电流50%的通过引下线和接地系统入地,仍然会有大约50%的雷击能量分配到各线路系统。所以,必须做好防雷电电磁脉冲的防护措施。主要通过对雷电流的屏蔽、均压,接地、分流等技术达到均衡系统电位,限制过电压幅值的作用。
2.1屏蔽
屏蔽是防止任何形式电磁干扰的基本手段之一。屏蔽的目的,一是限制某一区域内部的电磁能量向外传播,二是防止或降低外界电磁辐射能量向被保护的空间传播。所以,汽车加油站的电源线、信息传输线等应敷设在金属管内,入户端电缆线的金属外皮或金属管应在进入加油站处就近与防雷接地装置相连,加油站内的电力电缆线宜全程埋地引入,其电缆埋地长度不应小于15米。
2.2均压和接地
均压也称等电位连接,就是把导体作良好的导电性连接,使它们达到电位相等,为雷电流提供低阻抗的连续通道,以便使它迅速导入大地泄流。等电位连接是减少在加油站内发生火灾及爆炸危险的一项非常重要的措施。所以,加油站内的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地宜采用共用接地装置,且其接地电阻不应大于4欧姆。
同时,加油站内的油罐、加油机、配电盘、静电报警器、避雷器、广告牌等所有金属构件都应就近与接地装置相连接;油罐的罐体、呼吸阀、量油孔等金属附件,也应进行良好的电气连接,并与接地装置相连接。
2.3分流
一般的屏蔽措施无法消除雷电过压的侵害,因此加油站宜采取三级的防护措施将侵入设备内的过电压限制在安全的、设备能够承受的绝缘范围之内。
加油站的供电方式一般采用TN-S系统,为了防止雷电侵入造成配电系统及相关弱电设备的损坏。第一级应在加油站的总配电箱处安装SPD,第二级在潜油泵控制线、加油机、税控机和营业厅的电源配电箱内安装SPD,第三级在营业厅计算机设备、UPS电源、加油机数据传输设备前端安装插座式电源避雷器。
感应雷可以通过各种信号线把感应浪涌电压波引入设备内部,破坏其芯片和接口,所以应在信号线之间安装信号避雷器。根据加油站的实际情况,在营业厅的加油机总控制线上安装信号避雷器,在ADSL网络通讯线进线端安装网络避雷器,在电话通讯线进线端安装电话避雷器。
3结语
汽车加油站的防雷工程是一项系统工程。在设计过程中,不仅要考虑直击雷的防护,更要考虑感应雷和雷电波入侵的防护,并相应采取截流、屏蔽、均压,分流和接地等技术措施,进行层层设防,综合治理,排除加油站的安全隐患,把雷电灾害降到最低限度,保护广大人民群众的生命财产安全。
参考文献
[1]建筑物防雷设计规范.GB50057-94[S].北京:中国计划出版社,2001.
[2]石油库设计规范.GB50074-2002[S].北京:中国计划出版社,2003.
[3]国际防雷技术标准规范汇编[S].广东省防雷中心,广州市防雷减实办公室,2002.
[4]虞昊,臧庚媛,赵大铜.现代防雷技术基础[M].北京:气象出版社,1995.
[5]汽车加油加气站设计与施工规范.GB50156-2002[S].北京:中国计划出版社,2002.
关键词汽车加油站;综合防雷;防雷设计
中图分类号X43文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0048-01
0引言
汽车加油站通常建在公路两旁比较开阔、孤立的地理位置,站内装设有各种各样的灵敏度高且易受干扰的电子电气设备,供电线路和信息传输线路一般是架空明线至站区附近埋地而入。从以上特点可以看出,加油站不仅容易遭受直击雷的伤害,而且雷电电磁脉冲也无孔不入地侵袭着各类电子电气设备。因此,加油站的防雷工程是一项系统工程,不能只采用单一的防直击雷措施,而应综合考虑雷电减灾的多种因素,采用综合的防雷技术和措施。这些防雷技术和措施主要从外部防雷和内部防雷两部分入手,并采取截流、屏蔽、均压,分流和接地等五项技术措施进行防雷设计。
1加油站的外部防雷设计
加油站的外部防雷主要由接闪器、引下线和接地装置三部分组成,由接闪器拦截闪电,并通过引下线和接地装置可将大部分雷电流直接导入地下泄放。
1.1接闪器的设计
根据规范,加油站的防雷类别为二类防雷建筑物,用滚球法(滚球半径R=45m)计算接闪器的保护范围。对加油站区内的营业厅、加油亭及其它附属建筑物进行设计时,可以利用建筑物天面板筋作为接闪网格(尺寸小于≤10×10m),并沿建筑物天面四边敷设避雷带,在建筑物的角部或阳角处设避雷短针进行防护。如果加油亭为金属结构,可以利用其金属面作为接闪器,但各部件之间均应连成电气通路。
根据规范要求:钢油罐顶板厚度<4mm时,应装设防直雷击设施;当顶板厚度≥4mm时,可不装防直击雷设施。目前,加油站的金属油罐厚度一般≥4mm,并采用埋地方式。因此,加油站金属油罐的设计不需安装独立避雷针作为防直击雷设施。
1.2引下线的设计
加油站内的建筑物可以利用建筑物柱子基础内的两条主筋作为引下线,并按标准要求将避雷带与建筑物混凝土内的钢筋相连。这一做法不仅经济、施工方便,而且防雷效果更佳。
1.3接地装置的设计
加油站的营业厅、加油亭及其它附属建筑物可以利用其框架结构的桩作为垂直接地装置,利用其地圈梁作为水平接地装置。油罐区的接地装置必须作环形接地,其接地点不应少于两处。对于高土壤电阻率地区,必要时采用降阻剂、非金属接地模块和换土等措施,以降低接地装置接地电阻。
2加油站的内部防雷设计
根据国际IEC 61312标准,当雷击击中建筑物时,即使装有避雷针,直击雷电流50%的通过引下线和接地系统入地,仍然会有大约50%的雷击能量分配到各线路系统。所以,必须做好防雷电电磁脉冲的防护措施。主要通过对雷电流的屏蔽、均压,接地、分流等技术达到均衡系统电位,限制过电压幅值的作用。
2.1屏蔽
屏蔽是防止任何形式电磁干扰的基本手段之一。屏蔽的目的,一是限制某一区域内部的电磁能量向外传播,二是防止或降低外界电磁辐射能量向被保护的空间传播。所以,汽车加油站的电源线、信息传输线等应敷设在金属管内,入户端电缆线的金属外皮或金属管应在进入加油站处就近与防雷接地装置相连,加油站内的电力电缆线宜全程埋地引入,其电缆埋地长度不应小于15米。
2.2均压和接地
均压也称等电位连接,就是把导体作良好的导电性连接,使它们达到电位相等,为雷电流提供低阻抗的连续通道,以便使它迅速导入大地泄流。等电位连接是减少在加油站内发生火灾及爆炸危险的一项非常重要的措施。所以,加油站内的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地宜采用共用接地装置,且其接地电阻不应大于4欧姆。
同时,加油站内的油罐、加油机、配电盘、静电报警器、避雷器、广告牌等所有金属构件都应就近与接地装置相连接;油罐的罐体、呼吸阀、量油孔等金属附件,也应进行良好的电气连接,并与接地装置相连接。
2.3分流
一般的屏蔽措施无法消除雷电过压的侵害,因此加油站宜采取三级的防护措施将侵入设备内的过电压限制在安全的、设备能够承受的绝缘范围之内。
加油站的供电方式一般采用TN-S系统,为了防止雷电侵入造成配电系统及相关弱电设备的损坏。第一级应在加油站的总配电箱处安装SPD,第二级在潜油泵控制线、加油机、税控机和营业厅的电源配电箱内安装SPD,第三级在营业厅计算机设备、UPS电源、加油机数据传输设备前端安装插座式电源避雷器。
感应雷可以通过各种信号线把感应浪涌电压波引入设备内部,破坏其芯片和接口,所以应在信号线之间安装信号避雷器。根据加油站的实际情况,在营业厅的加油机总控制线上安装信号避雷器,在ADSL网络通讯线进线端安装网络避雷器,在电话通讯线进线端安装电话避雷器。
3结语
汽车加油站的防雷工程是一项系统工程。在设计过程中,不仅要考虑直击雷的防护,更要考虑感应雷和雷电波入侵的防护,并相应采取截流、屏蔽、均压,分流和接地等技术措施,进行层层设防,综合治理,排除加油站的安全隐患,把雷电灾害降到最低限度,保护广大人民群众的生命财产安全。
参考文献
[1]建筑物防雷设计规范.GB50057-94[S].北京:中国计划出版社,2001.
[2]石油库设计规范.GB50074-2002[S].北京:中国计划出版社,2003.
[3]国际防雷技术标准规范汇编[S].广东省防雷中心,广州市防雷减实办公室,2002.
[4]虞昊,臧庚媛,赵大铜.现代防雷技术基础[M].北京:气象出版社,1995.
[5]汽车加油加气站设计与施工规范.GB50156-2002[S].北京:中国计划出版社,2002.