陕西加油加气站防雷设计方案

1LNG加气站防雷设计方案目录第一章概述.........................................第二章雷电保护原理.................................第三章防雷措施........................................第四章设计依据.........................................第五章防雷方案设计..................................第六章实施方法.........................................第七章配置报价.........................................2第一章加油加气站环境特点伴随地方经济的发展和人民生活水平的提高，各地的机动车辆迅速增加，汽车加油加气站这一配套服务设施也在迅速的增加，汽车加油加气站在城市交通建设中起着重要的作用，但是近年来汽车加油加气站的雷击事故频繁发生，直接威胁到汽车加油加气站工作人员和周围群众的生命财产安全，因此对汽车加油加气站的总和防雷设计显得非常重要。加油加气站通常具有以下特点：1、地理位置：加油加气站通常应纳入建设总体规划，设置在交通便利的城区开阔地带或郊区、道路干线、主干线、高速公路旁边等地带；2、实施条件:加油加气站的建筑一般都有高大的罩棚，较低一些的营业室、值班室等，一般面积不大，不便于多级防雷的实施；加油加气站的油罐都采用直接埋地式，不低于4m的通气管都安装有阻火器（兼有防爆性能）；3、电源系统：一般加油站都用220V/380V外接电源，加油站、加气站气台建站都用6-10kv外接电源，并独立设置电能计量装置；电力线路一般都采用电缆直接埋地敷设，进出建筑物及穿越行车道部分都应穿钢管保护；4、电子系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线，配线电缆金属外皮两端，保护管两端均应做屏蔽等电位接地；5、汽车加油加气站防雷等级：根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录A，计算建筑物年预计3雷击次数（N）：N=k*Ng*Ae;Ng=0.1*Td;式中：N---建筑物年预计雷击次数（次/a）；k---矫正系数，在一般情况下去1；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处，地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于山顶上或矿业的孤立建筑物取2；Ng---建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km².a)];Ae---与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km²）;Td---该地区的年平均雷电日数。依据上述公式，并参照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第三章、第4.5.1条的规定，汽车加油加气站一般划定为第二类防雷建筑物。（汽车加油加气站爆炸火灾危险环境分为1区、2区爆炸危险环境，部分区域具有0区爆炸危险环境：埋地卧式汽油储罐内部油表面以上空间。0区爆炸危险环境应采取第一类防雷措施。汽车加油加气站雷击事故分析为了防止汽车加油加气站雷击事故，找出发生雷击事故的原因，采取安全、可靠、经济适应的措施防雷，就能达到少投入，多产出，事半功倍的效果。统计年雷击事故（次）全国加油加气站雷击事故全国加油加气站雷击事故加油站雷击事故（次）加油站雷击损坏占雷击事故4（次）率%的事故率%200627411910.0268287.2200736864820.05714388.6200844116530.09526789.7从全国加油加气站雷击事故统计情况看出，加油加气站雷击事故，主要是雷击使电子系统设备损坏事故。其中电脑加油机主控板雷击事故最多，占80%以上，其次是报警系统、空调等，分析原因都是侵入雷与雷电反击所致，因此汽车加油加气站都必须采取综合防雷措施，特别应加强对侵入雷与雷电反击防护。1、雷电破坏途径1-1直击雷在雷雨季节，雷暴活动频繁的区域内，雷云直接通过人体，建筑物或设备等产生对地放电。这是各种雷电危害中最严重的。1-2感应雷击从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中，雷电活动十分频繁，主要表现为A、静电感应：在雷云来临时，雷云低部分布着大量的负电荷，由这些负电荷产生的静电场。B、电磁感应：闪电电场在闪电通道周围的空间产生磁场，这种随时间变化的磁场在附近的各类金属导体上激发出感应电动势和感应电流。1-3电磁脉冲辐射闪电放电时，其电流是随时间而非均匀变化的。闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬态电磁脉冲极其敏感的现代电子设备，也造成设备故障或损坏设备。1-4地电位反击在雷暴活动区域内，当雷电闪击到建筑物的接闪装置上时，尽管接闪装置的5接地系统十分良好，其接地电阻也很小，但由于雷电流幅值大，波头陡度高，雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升到上百千伏。如果建筑物的接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线间的绝缘距离未达到安全要求，则可能造成接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线之间放电，从而使这些金属导线、管道或用电设备的工作地线上引入反击电流，造成人身和设备雷击事故。第三章防雷措施汽车加油加气站的防雷，必须采取系统的防雷措施：即接闪、分流、接地、均压、电磁封锁、合理布线，安装电涌保护器（SPD）等综合措施，才能有效的防治雷电事故，确保汽车加油加气站平稳安全的运行。加油加气站的建筑物主要包括：埋地油罐、埋地液化油罐、石油液化其泵房、天然气压缩机房、站房（营业室、值班室、罩棚），地上液化石油气罐、储气瓶房等，爆炸危险区I区的范围较小，绝大部分是II区。根据国际GB50156-2010《汽车加油加气站设计与施工规范》，应定位第二类防雷建筑物，它的系统防雷包括以下措施：1、接闪器根据汽车加油加气站所处的气象、地形、地貌周围环境等因素进行综合分析，汽车加油加气站位于高速公路、城市主干道、干道路旁的开阔低端、河流、沿湖、海边等边沿地段，建造在多雷地区（年雷暴日≥40d/a），应在屋面上装设避雷带或避雷塔、避雷针进行接闪。2、分流6加油加气站在其屋面上安装有接闪器后，利用建筑物钢筋混凝土梁、柱内的钢筋作为防雷引下线，引下线设置根数不应小于两根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不应大于18m，当建筑物跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，引下线的平均间距不应大于18m。3、接地加油加气站的防雷接地、防静电接地、电器设备的工作接地、保护接地、电子系统的接地、SPD接地等，宜共用接地装置，其接地电阻值不大于4Ω。当各自单独设置接地装置时，各接地装置之间要保持一定距离（地下大于3m），油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组的防雷接地装置的接地电阻、配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端的接地装置的接地电阻不应大于10Ω；保护接地电阻不应大于4Ω；地上油品、液化石油气和天然气管道始、末端和分支处的接地装置的接地电阻不应大于30Ω。4、电磁封锁加油加气站的宫殿电源线路，应采用铠装电缆埋地或导线穿钢管埋地引入，电缆或配线钢管长度不应小于2√pm，（p为当地土壤电阻率），且不应小于15m，电缆铠装及保护管均应可靠接地，加油加气站的电子系统也采用铠装电缆或导线穿钢管配线，配线电缆金属外皮两端，保护管两端均应接地。5、均压加油加气站围绕建筑物做环形闭合接地装置后，所有进出环形接地装置的金7属管道，电缆金属外皮，导线保护管，均应在与环形接地装置交叉处相连，加油站内的所有需接地的设备与构件，如有关、加油机、通气管、配电盘、电子系统用配电盘、开关、灯具等都要与接地网相连接，为使相邻的金属导体及设备上的电势相等，防止雷电反击火花及维护操作人员产生电击，保护设备及人身安全，相邻的金属导体及设备应用导电体跨越。6、合理布线当汽车加油加气站的屋面上装有接闪器接闪是，动力配线与电子系统配线，应尽量远离接闪器的引下线，最好两者相距2m以上，否则应套钢管加强屏蔽。7、安装SPD在供电线路及电子系统传输线上，经常会产生对其设备有破坏性的电涌波形，为对供电设备及电子系统设备实施保护，需在以下部位安装电涌保护器SPD。供配电系统的电源端：根据规范要求，加油加气站的220/380U电源宜采TN-C系统，在总配电箱后应采用TN-S系统，总配电箱电源进线处PEN线做重复接地，总配电箱以后N线与PE线严格分开。8、SPD的选型要求加油加气站的电源进线，大都采用铠装电缆进线，与架空线T阶段的电缆头应装避雷保护，电缆铠装外与避雷器接地端并联再接地，加油加气站的配电端电缆头再接地。因此电缆可以起到屏蔽与分流的作用，此种情况可能使外进来的电流小于A项计算值，但仍应安外来分流考虑，即按A项，少数加油加气站的电源线采用架空进线（不符合规范），架空线可能遭受直击雷或附近遭雷击，此种情况的SPD（配电柜）侧，也赢采用10/350实验波。88.1最大冲击波放电电流（Iimp）应根据建筑物的防雷类别（加油加气站属第二类防雷建筑物），再根据进出建筑物的导电物（金属管线、电力线、通信线）进行分流，每一导电物电流为i1=Is/2/n(KA)，（n为导电物路数），供电电缆每一芯线电源为ir=i1/m(ka)(m为电缆芯线数)。当计算不可靠或有困难时，按Iimp≧12.5KA选取。8.2最大持续运行电压Uc的确定最大持续运行电压Uc,要求SPD再此电压下长期运行不会损坏，而最大持续运行电压Uc，则是雷击产生的过电压，此电压一般都瞬态过电压，其电压幅值可以很高，但持续时间很短（us、ms）.通过SPD的能量有限，一般即使SPD损坏，但电网运行等因素产生的暂态过电压，其幅值比雷电过电压低，但持续时间很长，通过限压型（MOV）SPD时能量会较大，轻则加速SPD老化，重则使SPD过热而损坏或短路爆炸。对开关型SPD虽然没有老化问题，但动作后有续流，当电网的暂态过电压幅值较高时，动作后的续流大而不能自行熄灭，也会使SPD爆炸，所以选择Uc要结合电网接地系统确定，对加油加气站而言，根据规范采用的是TN-C-S系统，此时选取Uc≥1.15Uo，当接于L与PE或PEN之间或L与N之间的SPD按相关标准通过做了低压对地短路即1.45Uo时间5s的暂态过电压实验就可以了（Uo为供电系统相电压）。8.3SPD的保护水平Up值得确定供电系统安装SPD的目的是保护电气设备，如附图1.当SPD动作时，雷电流流过SPD，SPD将过电压降到Up值，而设备所承9受的电压是Up+△Up1+△Up2=U，由此可见，被保护设备所承受的电压是SPD的保护水平加上两端的引线电压降。因此要求两端引线越短越好，其总长度不超过0.5m为佳。当满足一下条件时，可仅在电源进户处安装一套SPD：电源进线处安装的SPD其保护水平Up≦25KV。需保护设备距电源处SPD距离不小于10m，且SPD的保护水平Up加上两端引线的感应电压，对限压型SPD要求（Up+△Up1+△Up2）≦0.8Uw。对开关型SPD要求Up或（△Up1+△Up2）大者≦0.8Uw。对限压开关混合型SPD要求（Up+△Up1+△Up2）≦0.8Uw（Uw被保护设备耐压水平）若再进线处安装的一套SPD达不到所要求的保护水平时，应在同一处增设附加配合协调好的SPD，以确保达到所要求的电压保护水平。如下表：设备位置电源处配电线分支线路用户设备特殊需要耐冲击电压类别IV类III类II类I类耐冲击电压额定值（KV）642.51.5汽车加油加气站防雷将诶地平面图见附图2.9、电源配电系统雷电防护设计针对加油加气站配电系统的特点，可将其分为三个防雷区分别加以考虑，由于如前所述单机防雷可能会带来因雷电流过大而导致的泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏。因此选用电源系统多级保护，可防范从直击雷到操作浪涌的各级过电压的侵袭。9.1电源一级防雷【LPZOA-LPZ1区】10按《建筑物防雷设计规范》第六章：第四节6.4.7条要求每线标称放电电流不易小于15KA。同时，依据《建筑物防雷设计规范