加油站防雷设计研究

魏光龙+司建波+张秀青

摘要：加油站一般为二类防雷建筑，且是易燃易爆危险场所，每年都有雷击加油站引发的事故，造成巨大损失，严重影响加油站建筑物的使用、仪器设备的运行和人员的安全，因此要提高警惕，只有按照相关规范设计完善好防雷系统，才能避免雷电灾害引发事故的发生。

关键词：加油站；防雷设计；防雷建筑；防雷系统；雷电灾害 文献标识码：A

中图分类号：TU249 文章编号：1009-2374（2016）33-0013-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.007

1 雷电概述

1.1 什么是雷电

雷是云层与大地、云层之间、云层与大气发生猛烈发电的现象，具有大电流、高电压、强电磁辐射的特点。它的破坏力巨大，会造成建筑物受损、森林起火、电气设备毁坏，甚至危及人身安全，带来十分恶劣的影响。随着经济社会的快速发展，电子技术发展更是突飞猛进，各种先进的电子设备广泛应用在各行各业中，为电子时代的发展起到了巨大的推进作用。雷电灾害是联合国“国际减灾十年”公布最严重的十种自然灾害之一，被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”。每年因雷击造成的电力、通信、网络系统的设备损坏和无法正常运行状况越来越严重，造成的损失更是越来越多，严重影响到经济社会的和谐稳定和人民生命财产安全。

1.2 雷电危害途径

雷电的危害途径主要有两种：一种是直击雷；另一种是感应雷。当雷云与大地之间发生反应时，能够造成地面上某一点遭受雷击，结果是雷电直接能够破坏地上建筑物和其他物体以及雷击电磁脉冲所引发的电子电气设备设施不能正常运行。

1.2.1 直击雷。直击雷指的是雷云对地闪击直接击在地上建筑物、大气下垫面、人畜等而产生的破坏。直击雷具有热效应、电动力效应和冲击波等特点，这些特点使直击雷具有巨大的破坏作用，能引起建筑物受损、电力和通信设施设备毁坏、油气设施管线爆炸、人员伤亡等事故的发生。

1.2.2 感应雷。感应雷又被称作雷击电磁脉冲（LEMP），指的是雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场作用于各种传输线路上，感应产生过电压、过电流，经各种传输线路进入设备系统而引起的。感应雷主要表现为雷电引起的静电感应、电磁感应和暂态过电压等。随着科技的迅猛发展，各种电子技术的不断升级，各行各业都广泛应用电子信息系统，在感受科技带来的高工作效率的同时，也受到来自感应雷引发过电压、过电流所造成的电子设备损坏所带来的损失，严重的不仅设备损毁，还会造成人员伤亡。

1.3 基本防护措施

1.3.1 直击雷防护措施。直击雷的防护包括接闪器、引下线和接地装置三部分。当有雷击发生时，接闪杆、接闪带、接闪网等接闪器会将接闪，经过引下线将雷电流引导下来，通过接地装置将雷电流泄入大地。直击雷的防护主要是通过直击雷防护装置的接闪、引下、接地把雷电能量引导入地，从而达到保护建筑物、设备、人员免遭雷电直接伤害的保护作用。

1.3.2 雷击电磁脉冲防护措施。对于雷击电磁脉冲的防护采取的措施主要有等电位连接、屏蔽、共用接地、合理布线、加装电涌保护器（SPD）等防雷技术。通过这些措施可以达到保护室内人员和设备的安全。这些措施与直击雷防护措施相辅相成、缺一不可，共同构成雷电防护的系统工程。

1.4 主要参考标准

《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）；《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）；《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2012）。

2 雷电防护措施

加油站一般由站房、罩棚、配电房及其他建筑物构成。依据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）确定加油站为二类防雷建筑物，且不需要装设独立接闪杆。

2.1 直击雷的防护措施

2.1.1 接闪器。

站房：站房的接闪器宜采用装设在站房屋顶上的接闪带和接闪网组成的接闪器。接闪网、接闪带的敷设应沿易受雷击的部位敷设，屋面部位上的檐角、女儿墙、屋檐、屋角、屋脊，接闪器之间应相互连接。敷设的接闪网、接闪带组成的接闪网格不大于10m×10m或12m×8m。接闪器可采用热镀锌圆钢，直径不应小于8mm，固定支架的高度不宜小于150mm。

罩棚：加油站为二类防雷建筑物，金属屋面的防雷建筑物宜利用其屋面作为接闪器。加油站罩棚一般为金属屋面，因此宜利用金属罩棚与钢构架作接闪器。罩棚下面有易燃易爆物品时，不锈钢、热镀锌钢的金属板厚度不应小于4mm，罩棚金属板应无绝缘被覆层。

2.1.2 引下线。

站房：站房一般采用钢筋混凝土的结构，可利用混凝土内钢筋作为自然引下线，当混凝土中作为引下线的钢筋只有一根时，其直径不应小于10mm。若要设置专设引下线，则引下线应沿着站房外墙表面敷，并经最短的路径接地，数量不应少于2跟，沿着站房四周均匀布置，间距不大于18m，可采用直径不小于8mm热镀锌圆钢。引下线距离地面0.3～1.8m处应装设断接卡。引下线的上端应与站房屋面混凝土内钢筋、屋面接闪带（网）连接，引下线下端应与站房基础内钢筋、接地装置连接，构成电气贯通。

罩棚：罩棚立柱若为钢筋混凝土结构和钢架结构，可直接利用钢筋混凝土结构内钢筋作为自然引下线，要做好与其他各部件之间的电气贯通。罩棚立柱与接地装置连接处应设置接地阻值检测断接卡，分别设在四个立柱上，设置位置为立柱远离加油机侧，高度距地面0.5m，在立柱装修时应预留出检测活门。

2.1.3 接地装置及接地阻值。

第一，接地极。接地线采用镀锌扁钢-40*4，接地极采用镀锌钢管DN50，长度宜为2.5m，间距宜为5m。应注意：人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m，并宜敷设在当地冻土层以下，其距墙或基础不宜小于1m。接地体宜远离由于烧窑、烟道等高温影响使土壤电阻率升高的地方。地下油罐的接地点不少于2处。地下油罐区设置接地母板，接地母板靠近油罐池池壁安装，高出地面0.2m，接地线与接地母板采用螺栓连接。密闭卸油口处设置临时接线柱和移动接地线夹，并与接地装置相连。加油机应与接地装置相连；电气配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端应进行接地。所有正常情况下不带电的用电设备金属外壳均应可靠接地。

第二，接地阻值。加油机的接地电阻不大于4Ω；保护接地电阻不大于4Ω；油品管道始、末端和分支应进行接地，且接地电阻不大于30Ω。防雷接地、防静电接地和电气设备的工作接地和保护接地以及电信系统的接地组成统一的接地系统。室外接地装置埋深为地面下1m，接地电阻不大于4Ω，如实测不符，应增加能使之满足要求的接地极。单体建筑物的接地极数量不应少于3个。站内接地装置可尽量利用原有的接地装置，施工完成后检测接地电阻值，如不满足要求，应补打接地极直至满足要求为止。

2.2 防雷电电磁脉冲措施

2.2.1 电源系统SPD设计及安装要求。在供配电系统的电源端应安装与设备耐压水平相适应的浪涌保护器。安装的SPD间距应符合规范的要求。SPD连接导线应平直，其长度不应大于0.5m，受条件限制时，可采用凯文接线法。电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m，否则应采取相应退耦措施。当SPD具有能量自动配合功能时，浪涌保护器间的线路长度不受限制。

2.2.2 电子信息系统的防雷击电磁脉冲措施。加油站火灾自动报警及联动控制系统、安全防范系统、监控系统、宽带数据传输系统、电话系统等都应该应采取接地、屏蔽、等电位连接、合理布线及安装浪涌保护器等措施，防止雷击电磁脉冲引发的破坏。加油站信息系统的配电线路首、末端与电子器件连接时，应装设与电子器件耐压水平相适应的浪涌保护器。

2.3 等电位连接及接地

在各强弱电间、控制室、高压变配电室等处设局部等电位联结，相应的该处所有金属管道、支架等金属构架，PE线以及预埋件均与局部等电位联结板联结。地网用作电气设备的工作接地和保护接地、防雷接地和防静电接地以及电信系统接地。埋地油罐的罐体、量油口、阻火器等金属附件进行电气连接并接地；加油机外壳、配电箱外壳及穿线钢管与接地网可靠连接。所有线路埋深不小于0.5m，过路处穿钢管保护、埋深不小于1m，所有配线电缆金属外皮两端、保护钢管两端均应接地。

2.4 防静电措施

加油站在油品的输送过程中会产生大量的静电，若不将这些静电荷泄入大地会形成很高点位，严重时甚至会引发爆炸事故，因此应做好加油站的防静电措施。

2.4.1 人体防静电措施。工作人员应穿戴防静电工作服、鞋和手套，不得穿用化纤衣物。穿着防静电鞋时，要考虑所穿袜子的导电性，严禁在鞋内外粘贴绝缘垫。在进入站区入口处应设置消除人体静电装置。可采用使人易于接触的方式（如扶手）设置裸露的金属接地物，接地装置材料可采用一根∠50×50×5×2500的镀锌角钢或者采用一根直径不小于20mm、长度为2.5m的镀锌圆钢或钢管，其接地阻值应不大于100Ω。

2.4.2 设备防静电措施。在灌装汽油前，应做好拖车的接地，并与卸油口做好等电位连接。各种金属罐体、管道、设备和设施应做好接地。平行敷设的金属管道和构架等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处应用金属线跨接。不能有孤立的未接地的金属物体（如加油管道金属头、加油泵等），并做好定期检查。

3 结语

雷电灾害具有很大的破坏力，能导致建筑物受损、电子信息系统瘫痪、人员伤亡等事故，产生的损失巨大。随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的快速提高，我国机动车的数量激增，与之配套建设的机动车加油站的数量也在增加。加油站作为重要的城市能源枢纽，在城市交通建设中起到了重要的作用，但是近些年加油站雷电事故频发，破坏加油站建筑物和威胁到加油站周边人员安全，进而影响到城市的和谐发展。依据相关防雷标准对加油站进行细致而缜密的综合防雷设计，对科学做好防雷减灾、促进安全生产、保障好经济建设和人民生命财产安全具有重要意义。

参考文献

[1] 建筑物防雷设计规范（GB 50057-2010）[S].

（责任编辑：黄银芳）