一種加油站系統(tǒng)防雷設(shè)計方案

本文通過對汽車加油站所處環(huán)境特點、系統(tǒng)特點中雷電災(zāi)害各因素的分析，根據(jù)其特點對加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護(hù)和接地，加油站電源、信號系統(tǒng)的雷電防護(hù)等，依據(jù)GB 50057、IEC61312標(biāo)準(zhǔn)對雷電防護(hù)的要求，提出了系統(tǒng)的解決方案。

　　引言

　　加油站在城市交通建設(shè)中起著重要的作用，也是城市災(zāi)害救助中的重要能源基地，但是近年來加油站的雷電災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，直接威脅到加油站周圍人群和建筑物的安全，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(hù)是非常重要的。

　　1.加油站的環(huán)境特點

　　加油站通常具有以下幾個特點：

　　1)地理位置：加油站通常設(shè)在城區(qū)開闊地帶或郊區(qū)、山區(qū)、鄉(xiāng)村、高速公路等道路邊的開闊地帶;

　　2)實施條件：無論在城區(qū)還是鄉(xiāng)村，這些加油站建筑往往都不具備符合要求的防雷實施(包括外部防雷、內(nèi)部防雷和地網(wǎng)等等)。此外，加油站營業(yè)建筑的面積一般都很小，不便于多級防雷方案的實施;

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

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

　　從以上幾個特點不難發(fā)現(xiàn)，從雷電防護(hù)角度來看，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(qiáng)有力的防護(hù)措施。根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》、GB15599-95《石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范》、GB 50074-2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)及IEC61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)，其電源線路至少應(yīng)采取兩級雷電防護(hù)，信號線路至少應(yīng)采取一級雷電防護(hù)才能達(dá)到雷電防護(hù)的要求。但目前的情況是，大多數(shù)加油站都沒有進(jìn)行電源線路和信號線路的雷電過電壓防護(hù)。

　　鑒于加油站的上述特點和要求，一般認(rèn)為對于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)(年均雷暴日40天以上)，應(yīng)選用最大標(biāo)稱放電電流大于15KA(10/350μS)的電涌保護(hù)器作為電源系統(tǒng)的第一級雷電防護(hù)，其保護(hù)水平應(yīng)小于2000V，同時滿足這兩個方面的要求才能保證加油站設(shè)備用電電源的可靠運行。通信信號線路由于多是由外部進(jìn)線，因此同樣會受到雷擊的威脅，因此也需要采用專用通信信號系列電涌保護(hù)器進(jìn)行雷電防護(hù)。下圖為加油站系統(tǒng)圖：

　　2.加油站防雷等級的確認(rèn)

　　依據(jù)GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)按下式計算： N = kNgAe;Ng = 0.024Td 1.3 式中　N 建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)(次/a);

　　k 雷擊次數(shù)校正系數(shù);在此類型情況下取2;

　　Ng 建筑物所處地區(qū)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(shù)的等效面積(km2);

　　Td 該地區(qū)的年平均雷電日數(shù)

　　在下列情況下k取相應(yīng)數(shù)值：

　　a.位于曠野孤立的建筑物取2;

　　b.金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)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(jù)以上年預(yù)計雷擊次數(shù)參數(shù)，對于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)(年均雷暴日40天以上)地區(qū)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(guī)加油站的預(yù)計雷擊次數(shù)為： N = kNgAe≈0.15次/a

　　依據(jù)以上計算，參照GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第2.0.3條的要求，其屬于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“具有1區(qū)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(yīng)定為二類防雷建筑物，其防爆防火等級應(yīng)定為Ia(ia)ⅡAT3。

3.加油站直擊雷防護(hù)設(shè)計