浅谈液化气站防雷措施

　　摘要：本文根据自身开展防雷工作多年的实践经验和所掌握的有关防雷基本知识，着重就液化石油气储配站怎样系统防雷进行了初步探讨。
　　关键词：液化石油气储配站；防雷措施
　　引言
　　随着我国经济的快速发展，伴随着城镇现代化建设的发展和环境保护的要求，人民生活水平的提高，煤炭这一传统的炊灶燃料正逐渐退出历史舞台，取而代之的是液化石油气等这种使用更清洁和方便环保的新型燃料。但任何一项先进技术的发展会带来新的问题一样，由于液化石油气储配站属易燃易爆危险场所，一旦遭受雷击会引发爆炸直接威胁到人民生命和财产的安全，因此对液化石油气储配站的雷电综合防护是非常重要且必要的。
　　1、我市液化石油气储配站的现状：
　　九十年代未在长乐市境内陆续建成15家液化石油气储配站，但他们都具有以下几个共同点：
　　1）地理位置：液化石油气储配站通常设在乡村公路边的开阔地带；2）实施条件：这些液化石油气储配站建筑往往都不具备符合要求的防雷装置（包括外部防雷、内部防雷和地网等等）。此外，液化石油气储配站营业建筑的面积一般都很小，不便于多级防雷方案的实施；3）电源系统：大部分液化石油气储配站的380V交流供电线路是架空明线接入建筑物的配电柜，也没有安装电涌保护器（SPD）做雷电防护，因此非常容易感应雷电电磁脉冲；4）通信网络系统：引入液化石油气储配站的电话、有线电视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。
　　2、液化石油气储配站防直击雷防护措施
　　2．1罐区的防雷措施
　　依据GB50057-94(2000年版)《建筑物防雷设计规范》和GB50028-2006《城镇燃气设计规范》的要求：罐区的防雷类别设定为二类防雷。对于储罐不同，防雷措施也不同，根据我市的情况分别说明如下
　　（1）卧式金属储罐应牢固地固定在钢筋混凝土支座上，其金属储罐必须作环形接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不宜＞30m，接地体距罐壁应不小于1m。钢储罐顶板厚度＜4mm时，应装防直击雷设施，当顶板厚度≥4mm，可不装防直击雷设施。接闪杆和接地装置到被保护的气罐、各输气管之间直线距离不得小于3m。
　　（2）对于埋地储罐的罐体应与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地，其接地点不应少于两处，接地电阻不宜大于10Ω。
　　我市的液化石油气储配站基本上是在距罐区3米处，安装25米高独立接闪杆做为罐区防直击雷设施
　　2．2储配站建筑物的防雷措施
　　由于灌瓶充装房和烃泵房也存在着微量混合石油气体，一旦遇到直接雷击．也可能引起爆炸。利用桩内两条对角主筋作为引下线，在其房屋顶部装设避雷带作为接闪装置，并要求其网格尺寸不太于10m×10m或12m×8m，，对于其它附属建筑物，只需要沿天面四边设避雷带进行防护即可。
　　3、防感应雷和防静电措施
　　3．1罐区防感应雷措施
　　为了做好储气罐区、输气管道的防感应雷和防静电工作．依据GB50057-94(2000年版)《建筑物防雷设计规范》第三章、建筑物防雷设施和《城镇燃气设计规范》GB50028-2006、《化工企业静电接地设计规程》HGJ28等防雷的要求：主要采取如下措蓝：(1)卧式储罐组如设置联合钢梯平台．其四角必须与气罐区地网接通；对盘梯（或直梯）、护栏、天桥做等电位连接。（2）金属油罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔等金属附件应保持等电位连接。；(3)在地上或管沟所敷设的输气管的始端、束端、拐弯处和分支处应分别接地；(4)平行敷设且长度在30m以上的输气管，当其之间的距离小于1OOmm时．每隔不大于30m的地方．需用铜芯线跨接一次，当管道间距超过lOOmm时．可不进行跨接，交叉管道亦作同样处理；(5)输气管法兰盘的连接螺栓少于5根时．必须用金属线跨接；(6)储气罐上的金属附件(如呼吸阀等)必须与气罐有良好的等电位连接；(7)容积为50或以上的储气罐内表突起物的曲率半径不应小于lOmm；(8)凡是(4)、(5)所用的金属跨接线．宜采用多股铜芯线．其截面积至少应大于或等于6mm2。
　　3．2充装房和烃泵房的防静电措施：
　　为了确保气瓶充装人员的人身安全和其中各种设备安全主要采取如下措施：
　　加气枪和秤台均应设置静电接地系统以防充气时产生静电火花，液化石油气电子灌装秤外壳和充气枪均应有防静电措施。烃泵和压缩机等外部金属应有良好的接地。
　　3．3卸气区防静电措施：
　　液化石油气槽车在装卸过程中，由于气体被强制压缩．气体的移动速度较充罐装瓶作业时更快．极易产生大量的静电堆积．如果不及时将所堆积的大量静电进行释放．就有可能产生静电起火．引发爆炸事故实践证明，在液化石油气卸气场所，采用如下两种措施对防静电较为有效
　　(1)卸气区设置静电接地夹．此静电接地夹所连接的接地可以从就近的接地装置上引出，不必要单独设置接地装置。目前多数存在连接不可靠或接地阻值过大等缺陷。
　　(2)设置具有能检测接地装置是否完好等功能，专为罐车卸车跨接的静电接地仪，但目前静电仪使用很少。
　　3．4地网的防雷设计
　　接地技术是液化石油气站防雷技术最重要的环节，其关系到防直击雷、防感应雷和防静电的效果。液化石油气储配站的地网分为直击雷保护接地（其接地电阻要求≤10Ω）、防静电接地（其接地电阻要求≤10Ω）、电源工作接地（其接地电阻要求≤10Ω）、信号线路直流工作接地（其接地电阻要求≤4Ω）四个部分。针对液化石油气站．在进行防雷接地时．最好与储罐的接地共用一个接地网，使雷电流有一个良好泄流通路，防雷电反击产生火花而造成雷灾，其统一接地电阻要求≤4Ω，
　　4、液化石油气储配站电源、信号系统防雷措施
　　根据IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》、《城镇燃气设计规范》GB50028-2006及GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》,可将其分为三个防雷区分别加以考虑，可防范从直击雷到操作浪涌的各级过电压的侵袭。
　　4．1电源防雷保护措施
　　首先采用的电源220/380V的供电应为TN—S或在总配电箱之前采用TN—C、之后采用TN—S的方式。
　　其次为防止雷电从电源线侵入，将电源线穿金属管埋地引入，穿管长度不宜小于2ρ（且≥15m）（ρ为土壤电阻率，单位为Ω•m）。在分配电箱，安装通流量为40～60kA（8/20μs）限压型的SPD为第二级防护；在每一个重要的设备前安装通流量为20～40kA（8/20μs）的SPD为第三级防护。
　　1、外来导体的布置：
　　外来导体包括：金属、水管、电缆线及铠装外皮或电缆金属管。
　　所有的水管和电缆应埋地进入建筑物，水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入建筑物时接地，电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地进入建筑物电缆相线和中线应通过避雷器接地。
　　2、外电源线的避雷器的布置和选择：
　　a）该布置是IEC1312的标准布置。在LPZ0和LPZ1
　　b）通过避雷器的雷电流逐级减少，还为安装避雷器提供了方便如
　　c）分区多级布置使浪涌保护器由于自身放电的电磁脉冲的干扰减弱，我们知道当在导体中有高频信号流过，就会向空间发射电磁波及发射功率。可频率、电流和电压有关当电流和电压降低时其发射功率也就减弱，这样不会因为避雷器的放电而影响微电子设备的正常运行。
　　d）SPD必须尽量靠近设备，这是因为IEC1312表明浪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浪涌保护器上的残压而损坏设备。这个距离应小于10米。
　　3）、浪涌保护器的选择：
　　a）、动作电压的选择：
　　变压器低压侧的浪涌保护器其三相电压为动作电压；V=400V
　　K1---为浪涌保护器动作电压误差系数，取K1=1.1；
　　K2---为电压波动系数，取K2=1.2；
　　K3---为浪涌保护器安全工作系数，K3=0.75;
　　（式4-1）
　　=507V(取首级避雷器的动作电压为510V)
　　b)浪涌保护器的通流容量选择;
　　IEC1312指出一类保护要求,应按总雷电流200KA(10×350μS波)来考虑避雷器选择，按照其建议的雷电流分配方式其中50%即100KA是通过接地系统直接下地，（职水管、铠装电缆外皮或导线的金属保护管等）。
　　另外50%通过安装在相线和中线上的避雷器下地，这样浪涌保护器每相上的雷电流约为25KA（10×750μS），由于我国浪涌保护器检测均采用8×20μS波，显然我们的冲击能量小于IEC标准，
　　选择合适的型号，其通流容量符合要求，多级避雷器其泄放电流会大大减少，在兼顾经济性和安全性的基础上分别选择.
　　2、电力线的防护：
　　对高压电力线，可在距变压器300～500m远的架空高压电力线上空，架设架空避雷线对电力线进线段进行保护。在变压器的高压侧拦腰每相对地加装一支氧化锌高压避雷器。应注意的是，每当落雷之后和雨季到来之前一定要仔细检查高压避雷器和接地线，以排除隐患，把好高压侧防雷这一关。
　　采用非金属护套电力电缆时，将其穿金属管后埋地引入机房。金属管两端应分别接地。金属管全长应保持电气连接。
　　4．2信号系统保护措施
　　在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在1KM范围内的金属环路，如网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击，将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。最好的办法是在电话线和有线电视线进入室内前，穿金属管埋地（长度不宜小于2ρ且≥15m），金属管首尾端接地，并安装专用设备配套的SPD加以保护。
　　结束语
　　近年来液化石油气储配站的雷电灾害事故频繁发生，给人民的生命与财产造成重大危害与损失，而液化石油气的安全技术提出了更高的要求，深刻领会国家颁布规范的重要意义，从设计、建造、验收和运营管理都严格遵守规范条文，认真查找液化石油气储配站的差距和薄弱环节发现问题应及时整改，坚持“安全第一，预防为主，全员动员，综合治理”方针，采取有效的雷电防御措施，排除防雷安全隐患，把雷电灾害降低到最低限度。
　　参考文献
　　[1]国标《建筑物防雷设计规范》GB50057—94（2000版）
　　[2]国标《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156—2002版
　　[3]国标《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
　　[4]国标《化工企业静电接地设计规程》HGJ28

《浅谈液化气站防雷措施》

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