淺談嵩縣城關加油站防雷現狀與設計方案

李志鋒,張巧利

摘要 本文根據對嵩縣城關加油站的現場勘察,針對加油站防雷現狀出現的問題,介紹了加油站直擊雷、感應雷、過電壓保護和靜電的避雷設計方案。

關鍵詞 加油站;直擊雷;感應雷;過電壓保護;靜電防護

中圖分類號 TU895文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2009)10-0088-02

0 引言

隨著社會的發展,雷電對社會造成的損害越來越大,特別是已經進入了電子時代的今天,雷電事故當中有90%以上是感應雷造成的。值得我們關注的是雷電不僅僅破壞系統設備, 更為重要的是使系統的通訊中斷、工作停頓、聲譽受損,其間接損失無法估量。河南省嵩縣其年平均雷暴日在28天以上,從地區雷暴日等級劃分來看屬較強雷區。從歷史上來看,最早出現雷暴日在3月,最晚出現在11月,說明全年都可能有雷暴發生。經過計算,預期雷擊次數N=0.27次/年,根據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》和《石油庫(站)設計規范》有關規定及結合該建筑物的使用性質,該樓屬二類防雷建筑物。因此,在弱電設備(特別是計算機網絡)日益增加的今天,對雷電的防護顯得尤其重要。

1 城關加油站防雷工程現狀分析

1)城關加油站現有3個露天油罐,其壁厚都大于4mm,每個油罐都有兩處做了接地處理,其間距小于30m,經測試其接地電阻都小于30Ω,均符合有關規定。四臺加油機已做直擊雷措施和防靜措施,但對于整個加油站站區卻沒有一個完整的直擊雷防護,且加油站已經投入使用3年,現該加油站進行設備更新,加裝電子計算機控制系統,為使加油站雷電災害事故降低到最小程度,應嚴格按照有關規范和標準進行雷電防護設計。

2)該公司的加油站設置分為油罐區、加油區、辦公區。該站區內辦公區建筑最高,共3層樓,高12m且裝有避雷帶,樓頂無其它設施。

3)電源系統,該加油站的供電采用TN制式。在進入站區時采用金屬鎧裝電纜并埋地引入辦公區的總配電。站區的用電分空調、加油機、計算機機房和照明用電。

4)計算機信息系統,該加油站在二樓新增設了一個計算機機房,此機房尚無任何防雷設施。

2 設計方案

根據《石油庫(站)設計規范》所設計的方案主要對加油站的供電系統和計算機控制系統進行保護。

2.1 直擊雷

站內辦公樓經測試人員勘察,已裝有避雷帶且都完好并符合相關規范。由于考慮到加油站內沒有一個完整的直擊雷防護措施,所以本方案將在辦公樓的北邊和南邊各安裝一支高16m 的避雷針,對站內的設備、人員及出入車輛進行防護。用兩根高14m的鋼筋混凝土桿作為兩支避雷針的支撐桿,用直徑為8mm的圓鋼作為避雷針的引下線。接地體,經測試加油站內的接地電阻為0.8Ω,滿足加油站對接地電阻小于1Ω的要求。

2.2 防感應雷部分

在辦公室房,由于安裝了電子計算機,應將所有的金屬門窗與天花龍骨多次連接,用作電磁屏蔽。

2.3 等電位處理

1)在辦公室房內引出兩條主筋,并在引出點用銅板制作一匯流排,供加油機和避雷器接地用,用3×30扁銅作水平環型體,將兩主筋引出點連接,將金屬門窗、各種線路的屏蔽金屬管、各種電子設備的金屬外殼、機架均與匯流排連接。

2)在辦公室房布置一條70mm2的銅芯線,在柱筋旁邊鑿一孔,將線引出與地網直接相連,如施工困難,可將銅芯線穿墻出室外引至地面接入地網,需套水管作屏蔽。

3)將信號線的屏蔽管在進入大樓臺時等電位處理,在進入主機房后,再次將屏蔽管與匯流排作接地處理。

2.4 過電壓保護

1)加油站供電分為動力供電和照明供電,分別用來保證加油機工作和辦公室及計算機系統用電,應總配電柜前安裝美國ALLTEC公司生產的ATP90電源浪涌保護器1臺。ATP90電源浪涌保護器技術參數為工作電壓:三相,380V,最大工作電壓494V,峰值放電,電流90kA/每相,殘壓≤780V,響應時間﹤5ns,保護模式為全保護。

2)在加油站辦公室的配電箱處安裝一個美國ALLTEC公司的SP40電源浪涌保護器。SP40電源浪涌保護器技術參數為工作電壓:單相,220V,最大工作電壓286V,峰值放電電流40kA,殘壓≤550V,響應時間﹤5ns,保護模式為全保護。

3)在每臺加油機前端安裝美國ALLTEC公司TP40電源浪涌保護器。TP40電源浪涌保護器技術參數為工作電壓:三相,380V,最大工作電壓494V,峰值放電電流40kA/每相,殘壓≤650V,響應時間﹤5ns,保護模式為全保護。

4)在加油站辦公室的配電箱處安裝一個美國ALLTEC 公司的SP40電源浪涌保護器。SP40電源浪涌保護器技術參數為工作電壓:單相,220V,最大工作電壓286V,峰值放電電流40kA,殘壓≤550V,響應時間﹤5ns,保護模式為全保護。

5)在每臺加油機前端安裝美國ALLTEC公司TP40電源浪涌保護器。TP40電源浪涌保護器技術參數為工作電壓:三相,380V,最大工作電壓494V,峰值放電電流40kA/每相,殘壓≤650V,響應時間﹤5ns,保護模式為全保護。

6)由于這次加油站采用計算機集中控制系統,加油機與計算機之間通過數據線路連接傳輸數據,因此,在每臺加油機數據信號輸出端和計算機信號輸入端安裝9針RS485信號浪涌保護器,建議安裝美國ALLTEC公司ADB9-RS422信號浪涌保護器,在計算機設備前端安裝SP20電源浪涌保護器。ADB9-RS422信號浪涌保護器技術參數為工作電壓12V,動作電壓18V,最大通流量750A,限制電壓﹤40V,插入損耗0.5DB,響應時間﹤10ns,SP40電源浪涌保護器技術參數為工作電壓:單相,220V,最大工作電壓286V,峰值放電電流20kA,殘壓≤550V,響應時間﹤5NS,保護模式為全保護。

2.5 靜電防護

1)靜電的產生。油品在收發、輸轉、灌裝過程中,油品分子之間和油品與其它物質之間的摩擦,會產生靜電,其電壓隨著摩擦的加劇而增大,如不及時導除,當電壓增高到一定程度時,就會在兩帶電體之間跳火(即靜電放電)而引起油品爆炸著火。

2)靜電的防護。一切用于儲存、輸轉油品的油罐、管線、裝卸設備,都必須有良好的接地裝置,及時把靜電導入地下,并應經常檢查靜電接地裝置技術狀況和測試接地電阻。向油罐、油罐汽車、鐵路槽車裝油時,輸油管必須插入油面以下或接近罐底,以減小油品的沖擊與空氣的摩擦。

參考文獻

[1]建筑物防雷設計規范GB50057-94[S].

[2]電子計算機房設計規范GB50174-93[S].

[3]電子設備雷擊保護導則GB7450-87[S].

[4]石油庫(站)設計規范GB1998-2000[S].