淺談加油站防雷圖紙審查的幾個關鍵要點

孫自勝，岳國海，程 虎，曾凡磊，江 亮

（1.六安市氣象局，安徽 六安237000；2.舒城縣氣象局，安徽 六安231300；3.霍邱縣氣象局，安徽 六安237400）

為了深化防雷改革，國發(fā)〔2016〕39 號文件規(guī)定：油庫、氣庫、彈藥庫、化學品倉庫、煙花爆竹、石化等易燃易爆建設工程和場所，雷電易發(fā)區(qū)內的礦區(qū)、旅游景點或者投入使用的建（構）筑物、設施等需要單獨安裝雷電防護裝置的場所，以及雷電風險高且沒有防雷標準規(guī)范、需要進行特殊論證的大型項目，仍由氣象部門負責防雷裝置設計審核和竣工驗收許可。改革后，易燃易爆場所的防雷設計審查和竣工驗收仍然由相應的氣象主管機關負責。作為防雷圖紙審查的行政主管機構，根據(jù)中國氣象局第37 號令《防雷裝置設計審核和竣工驗收規(guī)定》第十條雷電防護裝置設計審核內容規(guī)定，行政主管機構應該對申請材料的合法性進行評審并出具雷電防護裝置設計技術評價報告。

本文結合筆者一線工作經(jīng)驗，探討分析加油站防雷圖紙審查中的幾個關鍵要點，以確保加油站防雷設施設計完整。審查加油站防雷圖紙時應思路清晰、重點突出、有規(guī)律可循。

1 加油站防雷類別的確定

現(xiàn)行GB 50057—2010《建筑物防雷設計規(guī)范》[1]、GB 50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》[2]、GB/T 21431—2015《建筑物防雷裝置檢測技術規(guī)范》[3]等相關規(guī)范并未對加油站的防雷等級做出直接規(guī)定。

GB 50057—2010《建筑物防雷設計規(guī)范》[1]僅有以下相關規(guī)定：當?shù)谝活惙览捉ㄖ锊糠值拿娣e占建筑物總面積的30%及以上時，該建筑物宜確定為第一類防雷建筑物；當?shù)谝活惙览捉ㄖ锊糠值拿娣e占建筑物總面積的30%以下且第二類防雷建筑物部分的面積占建筑物總面積的30%及以上時，或當這2 部分防雷建筑物的面積均小于建筑物總面積的30%，但其面積之和又大于30%時，該建筑物宜被確定為第二類防雷建筑物。

GB/T 21431—2015《建筑物防雷裝置檢測技術規(guī)范》僅對6 種爆炸危險環(huán)境分區(qū)進行了定義，加油站爆炸危險環(huán)境主要有油罐區(qū)周圍、卸油區(qū)附近以及加油機內部。根據(jù)其附錄A 的定義，油罐區(qū)周圍和卸油區(qū)只有很小一部分是0 區(qū)和1 區(qū)，油罐通常埋在地下且安裝有防爆呼吸閥，加油機內部空間很小且為1 區(qū)。顯然0 區(qū)和1 區(qū)面積之和小于加油站總面積的30%，因此加油站不能作為第一類防雷建筑物[4]。

GB 50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》規(guī)定：加油站面積一般不大，加油站罩棚內的1區(qū)和2 區(qū)之和大約占總面積的10%左右。按照上述規(guī)定，顯然罩棚的防雷類別也達不到第二類防雷建筑物的標準。因為一般定義民用普通建筑物為第三類防雷建筑，因此為了區(qū)分第二類、三類防雷建筑物，同時加油站的確存在一定的危險性，所以一般將加油站罩棚定為第二類防雷建筑物[5-6]。而站房的類別應該根據(jù)GB 50057—2010《建筑物防雷設計規(guī)范》相關規(guī)定，分別計算年預計雷擊次數(shù)和其使用性質中較大等級來確定。一般而言，由于站房面積小，將其定為第三類防雷建筑物[4-5]。

2 罩棚接閃器尺寸

現(xiàn)代的加油站罩棚大多數(shù)采用不銹鋼網(wǎng)架結構的金屬彩鋼瓦屋面，也有少部分采用鋼筋混凝土結構的頂棚屋面（如圖1 所示）。針對金屬屋面的類型，GB 50057—2010 中對常見的金屬厚度做了明確的規(guī)定。除第一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器，并應符合下列規(guī)定：①板間的連接應是持久的電氣貫通，可釆用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接；②金屬板下面無易燃物品時，鉛板的厚度不應小于2 mm，不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應小于0.5 mm，鋁板的厚度不應小于0.65 mm，鋅板的厚度不應小于0.7 mm；③金屬板下面有易燃物品時，不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板的厚度不應小于4 mm，銅板的厚度不應小于5 mm，鋁板的厚度不應小于7 mm；④金屬板應無絕緣被覆層。

圖1 某中石化加油站罩棚、站房屋面防雷圖（單位：m）

鋼筋混凝土結構的頂棚通常采用接閃帶或接閃網(wǎng)作為屋面接閃器，一般使用直徑為10 mm 的鍍鋅圓鋼作為接閃器，接閃器支架間距不大于1 m（轉彎處0.5 m）。突出屋面所有的金屬構件、金屬管道均與接閃帶可靠焊接。圖1 中顯示罩棚部分采用構造柱的內部鋼筋作為引下線，站房和罩棚屋面采用直徑為10 mm 的鍍鋅圓鋼作為接閃器。

3 合理的接地阻值

合理的防雷接地系統(tǒng)是檢驗一個防雷系統(tǒng)設計成功的關鍵。防雷接地系統(tǒng)能否在極短時間內導走全部閃擊的雷電流，很大程度上取決于合理的接地極的數(shù)量和布置形式。筆者通過多年審查加油站防雷圖紙的經(jīng)驗，總結出以下審核要點：①低壓配電的接地形式應采用TN-S 系統(tǒng)且在進戶處做重復接地，PE 線與N線嚴格分開。②宜將防雷防靜電接地、電氣設備的工作接地，保護接地及信息系統(tǒng)接地等使用共用接地（如圖2 所示），其接地電阻小于等于1 Ω。如實測阻值不滿足要求，則應增加接地極。一般接地裝置接地采用∠50×50×5 mm 的熱鍍鋅角鋼，接地干線采用40×4 mm 的熱鍍鋅扁鋼，支線采用25×4 mm 的熱鍍鋅扁鋼，埋深不小于0.8 m，焊接處做防腐處理。③建筑物應做總等電位聯(lián)結，設置MEB 總等電位聯(lián)結端子箱。等電位聯(lián)結箱MEB 設于電源進戶箱側總等電位連接板與接地裝置不應少于2 處連接，各金屬管道如給水管、排水管采用40×4 mm 熱鍍鋅扁鋼與等電位箱的接地母排相連。④在罩棚、罐區(qū)四周使用40×4 mm熱鍍鋅扁鋼做一圈水平接地體作為人工接地裝置，利用站房基礎鋼筋作為自然接地體，在罩棚立柱、站房和罐區(qū)預留接地測試卡，在室外地坪1.0 m 以下敷設40×4 mm 鍍鋅扁鋼將各接地體相互連接作為聯(lián)合接地體；所有進出建筑物的金屬管道均利用40×4 mm鍍鋅扁鋼與接地體做可靠焊接。⑤每個油罐至少2 點與主接地干線連接；埋地鋼制油罐、非金屬油罐頂部金屬部件和油罐內各金屬部件應與非埋地工藝金屬管道相互做電氣連接，并將接地油罐的罐體、卸油口、通氣管等金屬部件與接地網(wǎng)做電氣連接。⑥工藝管道的始、末端及分支處應做接地，管道間采用25×4 mm鍍鋅扁鋼做跨接線與管道可靠焊接并接地；所有工藝管道的門、法蘭等均做防靜電跨接。爆炸危險區(qū)域內的工藝管道上的法蘭、膠管兩端等連接處應用金屬線跨接。當法蘭的連接螺栓不少于5 根時，在非腐蝕環(huán)境下可不跨接。⑦采用導靜電的熱塑性塑料管道時，導電內襯應接地；采用不導靜電的熱塑性塑料管道時，不埋地部分的熱熔連接件應保證長期可靠的接地，或者可采用專用的密封帽將連接管件的電熔插孔密封，管道或接頭的其他導電部件也應接地。⑧加油機接地，預留接地干線40×4 mm 接地扁鋼引至加油機箱內，地坪上留200 mm。機體和其內設備、油管及電線管都與接地支線做電氣連接，連接線為BVR16 mm2。⑨卸油口附近應設置人體靜電釋放儀及靜電接地報警器并與接地裝置可靠電氣連接，靜電接地報警器安裝在方形鋼立柱上，上皮距地0.8 m；零管、液位、測漏、監(jiān)控等設備處設置弱電專用接地端子箱。⑩加油站信息系統(tǒng)應采用鎧裝電纜或導線穿鋼管配線，配電線路的電纜金屬外皮或電纜金屬保護管兩端均應接地，進入防爆區(qū)域的電纜（線）保護管用防爆膠泥密封。

圖2 中石化加油防雷接地平面圖

圖2 中展示了加油站罩棚、油罐區(qū)、品牌立柱以及站房共用地網(wǎng)的連接情況，共用地網(wǎng)目前也是加油站優(yōu)先作為接地的主要形式。

4 電涌保護器的選擇

電氣系統(tǒng)遭受的感應雷損害概率遠大于直擊雷，因此電氣、電子信息系統(tǒng)的雷電保護是不可或缺的一部分，而選擇合理浪涌的參數(shù)、級間能量配合是實現(xiàn)電氣、電子雷電防護的關鍵。在電源總配電內裝設第一級電通保護器，照明配電箱內裝設第二級電涌保護器，信息系統(tǒng)設備箱內裝設D 級電涌保護器。在防雷分區(qū)分界面處設置合適的浪涌保護器，強、弱電系統(tǒng)安裝電涌保護器保護并做接地。

罩棚按照二類防雷建筑物設計，雷電流強度取150 kA（首次直擊雷）。直擊雷接地分散50%雷電，3條入侵途徑各自分擔1/3，線路需要考慮有無屏蔽措施。電源系統(tǒng)承擔的雷電流：I=150×50%/3=25 kA，無線路屏蔽；I=（150×50%）/3×0.3=7.5 kA，有線路屏蔽。因此通常SPD 通流容量應該以最嚴格的條件設計，第一級設計為40 kA，第二級設計為20 kA。圖3 為某中石化加油站的總電源系統(tǒng)配置圖。

圖3 中第一級浪涌安裝在總配電柜內，采用4P 模式，標稱放電電流不小于12.5 kA。圖4 為TN-S 模式下SPD 的內部拓撲圖。圖3、圖4 基本上涵蓋了一般加油站電氣系統(tǒng)線路配置以及電源浪涌保護器的安裝[7-8]，為今后相似的加油站圖浪涌設計和施工安裝提供參考。

圖3 中石化配電系統(tǒng)圖

圖4 配電箱SPD 拓撲結構圖