一種加油站系統防雷設計方案

本文通過(guò)對汽車(chē)加油站所處環(huán)境特點(diǎn)、系統特點(diǎn)中雷電災害各因素的分析，根據其特點(diǎn)對加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護和接地，加油站電源、信號系統的雷電防護等，依據GB 50057、IEC61312標準對雷電防護的要求，提出了系統的解決方案。

　　引言

　　加油站在城市交通建設中起著(zhù)重要的作用，也是城市災害救助中的重要能源基地，但是近年來(lái)加油站的雷電災害事故頻繁發(fā)生，直接威脅到加油站周?chē)巳汉徒ㄖ锏陌踩?，削弱了加油站作為城市能源樞紐的功能，因此對加油站的雷電綜合防護是非常重要的。

　　1.加油站的環(huán)境特點(diǎn)

　　加油站通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1)地理位置：加油站通常設在城區開(kāi)闊地帶或郊區、山區、鄉村、高速公路等道路邊的開(kāi)闊地帶;

　　2)實(shí)施條件：無(wú)論在城區還是鄉村，這些加油站建筑往往都不具備符合要求的防雷實(shí)施(包括外部防雷、內部防雷和地網(wǎng)等等)。此外，加油站營(yíng)業(yè)建筑的面積一般都很小，不便于多級防雷方案的實(shí)施;

　　3)電源系統：一般加油站的380V交流供電線(xiàn)路是架空明線(xiàn)接入至站區附近再地埋引入建筑的，部分加油站是由10KV電力線(xiàn)架空接入，經(jīng)變壓器后再地埋引入建筑的。在鄉村和山區有時(shí)根本沒(méi)有地埋措施，因此非常容易感應雷電電磁脈沖;

　　4)通信網(wǎng)絡(luò )系統：引入加油站的ISDN等通信線(xiàn)路通常也是由戶(hù)外架空明線(xiàn)引入的，并且通常未安裝專(zhuān)用電涌保護器(SPD)做雷電防護措施。

　　從以上幾個(gè)特點(diǎn)不難發(fā)現，從雷電防護角度來(lái)看，加油站一般都運行于“高風(fēng)險”環(huán)境下，即對于雷害風(fēng)險的“暴露程度”很高，因此需要采取強有力的防護措施。根據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》、GB15599-95《石油與石油設施雷電安全規范》、GB 50074-2002《石油庫設計規范》等國家標準及IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》標準，其電源線(xiàn)路至少應采取兩級雷電防護，信號線(xiàn)路至少應采取一級雷電防護才能達到雷電防護的要求。但目前的情況是，大多數加油站都沒(méi)有進(jìn)行電源線(xiàn)路和信號線(xiàn)路的雷電過(guò)電壓防護。

　　鑒于加油站的上述特點(diǎn)和要求，一般認為對于中等以上雷暴強度地區(年均雷暴日40天以上)，應選用最大標稱(chēng)放電電流大于15KA(10/350μS)的電涌保護器作為電源系統的第一級雷電防護，其保護水平應小于2000V，同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)方面的要求才能保證加油站設備用電電源的可靠運行。通信信號線(xiàn)路由于多是由外部進(jìn)線(xiàn)，因此同樣會(huì )受到雷擊的威脅，因此也需要采用專(zhuān)用通信信號系列電涌保護器進(jìn)行雷電防護。下圖為加油站系統圖：

　　2.加油站防雷等級的確認

　　依據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》建筑物年預計雷擊次數按下式計算： N = kNgAe;Ng = 0.024Td 1.3 式中　N 建筑物預計雷擊次數(次/a);

　　k 雷擊次數校正系數;在此類(lèi)型情況下取2;

　　Ng 建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/(km2•a)];

　　Ae 與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積(km2);

　　Td 該地區的年平均雷電日數

　　在下列情況下k取相應數值：

　　a.位于曠野孤立的建筑物取2;

　　b.金屬屋面的磚木結構建筑物取1.7;

　　c.位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5;

　　根據以上年預計雷擊次數參數，對于中等以上雷暴強度地區(年均雷暴日40天以上)地區位于公路旁邊四級以下的面積3000平方米左右，建筑高度小于15米的常規加油站的預計雷擊次數為： N = kNgAe≈0.15次/a

　　依據以上計算，參照GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》第2.0.3條的要求，其屬于標準規定的“具有1區爆炸危險環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者”。因此應定為二類(lèi)防雷建筑物，其防爆防火等級應定為Ia(ia)ⅡAT3。

3.加油站直擊雷防護設計