加油站防雷装置检测技术要点及安全隐患分析

王惟晨，张 军

（1.酒泉市气象局，甘肃 酒泉735000；2.酒泉市兰天科技开发公司，甘肃 酒泉735000）

雷电是一种伴有闪电和雷鸣的放电现象，也是大气现象中最重要的一种。雷电放电瞬间产生的强大电流会造成巨大的破坏和电磁干扰，可危及国民财产和人类生命安全。随着中国经济快速发展，机动车数量急速增加，而加油站作为汽车等机动车辆燃料的重要补充站，近年来它的数量也呈现出增加快、分布广的趋势。且加油站营业的建筑面积都不大，不便于实施全面多级的防雷保护方案，这也在一定程度上导致部分加油站存在防雷安全隐患，所以加强对加油站的防雷装置安全检测尤为重要[1]。

1 检测技术要点

1.1 防直击雷装置检测

加油站防直击雷装置检测范围包括站内建筑物、加油区、储罐区的接地情况。直击雷防护装置主要有接闪器、引下线，其接地电阻如果是公用接地系统，则要求小于等于4Ω，独立接地电阻要求小于等于10Ω。接闪器、引下线金属表面最好涂刷防锈漆，在接闪带、引下线转角处应做成钝角状弧形加以保护。

1.1.1 站内建筑物

防直击雷检测的建筑物包括加油站营业厅、防晒棚、配电室、发电机房和锅炉房（部分加油站没有），建筑构造一般为框架结构。接闪器一般会用避雷针、接闪带（网）或金属屋面等。检测时应注意检查接闪器是否按照规范要求选取材料施工，是否存在锈蚀、断裂、倒伏等现象[2]，判断引下线敷设方式是明敷的方式还是暗敷的方式，接地装置施工是否符合规范等。检测防晒棚时，一般在防晒棚支柱上会预留防雷测试点并标识开口，打开盖子进行检测，支柱上的检测点按照规范应做断接卡设置，至少选择对角的两个防雷测试点进行检测，并记录测试阻值。如果检测时发现建筑物屋面装有设备或金属构件，应当用“滚球法”计算其是否处于接闪器保护范围之内，若处在保护范围之外，应单独增加接闪器保护，或者选取符合规范要求的连接导体与屋面接闪器进行等电位连接。计算保护范围所运用的“滚球法”如图1所示。

图1 “滚球法”计算保护半径简图

地面避雷针保护半径：

hx高度水平面上避雷针保护半径：

式（1）（2）中：r0为避雷针在地面的水平保护半径；hr为滚球半径；h为避雷针高度；rx为避雷针在hx高度水平面的避雷针保护半径；hx为水平高度。

1.1.2 加油区

加油区位于防晒棚下，用防晒棚柱内主筋作为引下线并设置检测点位，引下线应不少于2根。检测项目主要有加油机、加油枪、断接卡、可燃气体探测器、静电释放按钮等，所有检测点的接地电阻测试值应符合规范要求。若加油区装置是共用接地装置，则接地电阻应按照规范要求最小的电阻值确定。

1.1.3 储罐区

储罐区的每个储油罐至少应该有2个接地点，检测时应根据储油罐高度来测量罐壁的厚度。罐壁厚度小于4 mm时要做好直击雷防护；罐壁厚度大于等于4 mm时，则需增设接闪器对其进行保护[3]。检测要求单独防雷装置接地体与储油罐罐壁间的间距大于等于3 m，接地测试点电阻值应小于等于10Ω。同时检查储油罐是否做了环形防雷接地，弧形距离小于等于30 m[4]。

1.2 防感应雷检测

在闪电过程中，强大的放电电流会产生很强的电磁感应，闪电放电时在附近导体上产生静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷是由于单一雷云带电的单极性，会在金属导体上感应出大量的反极性束缚电荷。而金属导体远离带电积云端产生的电荷在金属导体与雷云之间，金属导体自身产生出很高的感应电压，其电压幅值可达到几万到几十万伏。由麦克斯韦电磁理论可知，变化着的电场伴随变化着的磁场，变化着的磁场也伴随变化着的电场。所以说，电磁感应雷是由周围空间产生迅速变化的强磁场引起的，雷电放电时产生巨大的冲击雷电流。雷电感应除了会导致电子设备失效外，还可能产生电火花，导致加油站储罐区储存的原油起火甚至爆炸，造成巨大损失。因而对加油站内的金属物、生产设备等进行接地和等电位连接尤为重要[5]。

1.2.1 电磁屏蔽

对于引入加油站的交流电源、电话线以及通讯线路等，必须检查其是否埋入、是否对其进行了金属保护、金属管和屏蔽层两端是否处于可靠接地状态。检查进入加油站的埋地或架空金属管道是否在进入建筑物位置或防雷区交界处同防雷接地装置做等电位连接，并按规范检查连接质量[6]。在进入加油区和储罐区时应重点检查输油管道接地情况。一般情况下，进入加油站架空金属管道要在距离加油站25 m处接地。

1.2.2 等电位连接

在检测加油站防雷装置时，检测加油站建筑的金属物、线缆金属外皮、管道等设备的等电位连接状况十分必要。加油机、加油枪、卸油口等金属末端等电位连接过渡电阻应小于等于0.03Ω。认真检测输油管道阀门、法兰盘等连接处的金属线跨接情况，若法兰盘上螺栓超过5个，且处于非腐蚀状态下，可不进行跨接，但要保证电气连通。在检测加油机、加油枪、储油罐、管道等大型金属构件时，要检查是否可靠接地；检查管沟或地上敷设油品管道始、末端、分支处是否安装有接地装置；认真查看是否与储油罐之间做了可靠的电气连接[7]。

1.2.3 防静电

防雷检测人员工作室必须穿防静电服和防静电鞋，静电接地线不可同防直击雷接地线共用。检测加油区静电夹、加油枪静电接地线情况时，专设的静电释放仪接地阻值应小于等于100Ω[8]。若防感应雷与防静电感应共用一个接地装置，则要确保工频接地电阻值小于等于30Ω。

1.2.4 防电磁脉冲

选用安装合适的浪涌保护器（SPD），多级保护，可有效防止闪电电涌侵入。配电室电柜内安装的SPD为第一级，根据规范规定，一般应选用一级试验的浪涌保护器；随后检查配电箱内开关的电源侧是否安装Ⅱ级试验的SPD，若已安装，则检查SPD类型、相关参数和安装情况[9]。浪涌保护器接地电阻检测值应小于等于4Ω。

2 安全隐患分析

2.1 防雷安全意识不到位

目前，虽然各个加油站都能按照防雷设计相关规范有关规定设计站内的防雷设施，电源线路布局等设备也符合国家规定，但由于部分加油站受经营性质影响，并没有寻求专业机构对加油站内的建筑设施防雷装置进行定期安全检测，时常忽视防雷装置的安全问题。出现这种情况的根源在于加油站经营者和工作人员的安全意识不到位，多数工作人员都认为“打雷”并不会对加油站财产、人员安全造成多么严重的危害，往往忽略了设备接地等“小问题”。加油站经营者应提高责任意识，定期对工作人员进行防雷安全教育，发现隐患及时整改，配合专业检测机构按期开展防雷装置检测，在检测的同时可邀请专业防雷技术人员开展防雷讲座，在保障加油站的设备、人员安全的同时，也节省了讲座的开支，以期提高人员安全意识，警钟长鸣。

2.2 防雷设施存在问题

随着当下汽车数量增长迅速，部分体私营加油站也在一定程度上提高了机动车燃油需求，特别是在一些经济欠发达的乡镇。这类加油站常设置在人员较密集的地段，出于经营成本原因，很多加油站的一些配件存在防雷安全隐患。比如，加油枪未接地或出现接地不良现象，很容易因静电放电产生火花而引起火灾事故，严重情况下还会引发人员伤亡。出现这种现象的原因是加油枪与输油软管的螺纹接口很难连接，设备老化或者油枪压力增大而出现渗漏油现象[10]。此外，部分加油站配电室控制柜与UPS前端未安装第二级SPD，总配电柜的SPD规格型号不符合要求，营业厅内的无线Wi-Fi未设置防雷保护装置，部分建筑物后期加装的空调、太阳能热水器等金属物没有与接闪带做等电位连接等。因此，在安装SPD时一定要根据规范要求操作，确保所有的线路都在保护范围内。为确保安全运行，应安装第二级SPD，并做等电位连接PE线，降低雷电电磁脉冲对加油站的影响。

2.3 卸油区无防静电接地装置

卸油区装卸成品油时，油品流动会产生自由电荷或电离子，从而使带有正、负电荷的静电荷出现在油品和管道带上。当静电荷聚集到一定程度时会产生电火花，引发静电事故，严重情况会威胁加油站人员生命安全。因此，在卸油区设置防静电接地装置十分必要，接地电阻测试值应在10Ω以内。卸油时及时连接静电磁头与油罐车的卸油罐本体，以防静电现象产生，确保安全卸油。

2.4 防雷工程设计不规范

按照《建筑物防雷设计规范》规定，加油站属于二类建筑物。部分运营中的加油站，特别是个体经营的加油站在防雷设计方面同规范要求差距很大。站内的避雷引下线大都选择主钢筋替代，仅仅为了设计美观而未考虑到引下线与接地极之间的间距。部分防雷隐藏工程的独立接闪针、室内防直击雷设备等不完善，防晒棚各立柱接地电阻值检测结果不一致，极易引发地电位反击[11]。

3 结语

加油站存在的价值在于为机动车提供燃料补给，加强安全管理才能真正保障经济效益。加油站遭受雷击事件在中国时有发生，会对经济造成损失，严重的雷击事故会影响人员的生命安全[12]。所以加油站在日常运行中，开展防雷安全检测显得十分必要。在检测过程中，应根据实际情况对加油站各重点设施环节进行仔细检测，及时发现隐患点并整改。加油站也要加强工作人员的安全教育，特别是个体经营的加油站，提高员工的安全防范意识，配合防雷技术人员做好站内防雷装置检测工作，保障人身安全和财产安全，防患于未然。