眉山市加油站防雷技術(shù)措施研究＊

李秀梅，陳 艷，吳勇福

（1.四川省眉山市氣象局，四川 眉山 620010；2.四川省涼山州氣象局，四川 涼山彝族自治州 615000）

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，機動車的數(shù)量日益增多，眉山市涌現(xiàn)出越來越多的加油站。

截至目前，全市共有249 個加油站，具體分布如表1 所示。根據(jù)表1 可以看出，眉山市仁壽縣和東坡區(qū)的加油站數(shù)量最多，青神縣和丹棱縣最少。加油站與經(jīng)濟發(fā)展情況、人口密度和土地面積等有十分緊密的聯(lián)系。眉山市仁壽縣與東坡區(qū)人口多，GDP 高且土地面積大，加油站多；青神縣和丹棱縣人口少，GDP低且土地面積小，加油站少。

表1 眉山市各縣（區(qū)）加油站數(shù)量

2008-09-24，眉山市彭山區(qū)牧馬鎮(zhèn)某村民家里發(fā)生雷擊事故，造成房頂出現(xiàn)了一個長1.85 m、寬0.7 m的大洞，屋內(nèi)家具、物品被引燃，各種終端家用電器設(shè)備直接爆炸，致使玻璃窗粉碎，受害人被彈出的玻璃碎片劃傷。此次雷擊事故發(fā)生的主要原因是村民家里未安裝雷電防護裝置，無法防范直擊雷與感應(yīng)雷的侵害。加油站又屬易燃易爆等重點場所，如果遭受雷擊，可能引起更加重大的安全事故。因此，對加油站防雷隱患進行分析，提出針對性的技術(shù)措施，意義重大。通過采取有效的防范措施，進一步避免雷電災(zāi)害對加油站造成重大影響。

1 雷電的危害

雷電是發(fā)生在雷雨云中或雷雨云之間，攜帶不同性質(zhì)的電荷超出一定范圍所引起的強烈放電現(xiàn)象。雷電主要對地面建筑物造成危害，特別是對易燃易爆等重點場所加油站來說，危害極大。雷電的危害主要有以下幾種。

1.1 直擊雷

閃電直接擊在建筑物、地面或其他防雷裝置上，產(chǎn)生強大的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械力，直接造成建筑物的機械性損害。加油站的建筑物、加油機、油罐、輸油管路等直接遭受雷擊，造成加油站內(nèi)的建筑物或相關(guān)設(shè)施、設(shè)備遭受不同程度的損害，甚至爆炸、起火等。

1.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓，分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。當(dāng)加油站上空或附近出現(xiàn)雷雨云時，由于靜電感應(yīng)，油罐和輸油管道會產(chǎn)生大量靜電電荷；當(dāng)加油站上空或附近發(fā)生雷擊時，由于電磁感應(yīng)，會在閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果防雷措施不健全，可能造成加油站電子、電氣設(shè)備損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)等事故。

1.3 雷電反擊

雷電反擊是指遭受直擊雷的接閃器、引下線和接地體等，在引導(dǎo)強大的雷電流流入地面時，產(chǎn)生非常高的電壓，與和它們連接的金屬物體、設(shè)備、線路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差。接閃瞬間與地面間存在很高的電壓，此電壓對與地面連接的其他金屬物品發(fā)生放電現(xiàn)象。若加油站內(nèi)的線路、電氣設(shè)備等與雷電防護裝置之間距離太近，容易出現(xiàn)放電現(xiàn)象。雷電反擊會導(dǎo)致加油站內(nèi)的電子電氣設(shè)備的絕緣性能遭到損害或擊穿金屬管道，甚至引起爆炸、火災(zāi)等。

2 加油站存在的雷電隱患

2.1 加油站自身存在的問題

部分加油站改擴建沒有嚴(yán)格按照規(guī)范程序辦理，違規(guī)操作，導(dǎo)致原來的雷電防護裝置遭受損壞。有的加油站在屋頂接閃帶和線纜上放置雜物，或在屋頂放置其他設(shè)備，影響雷電防護裝置的正常工作。許多電源和電纜表面沒有安裝金屬管或屏蔽層等，且在入戶前未安裝過電壓（電涌）保護器。當(dāng)電源系統(tǒng)使用埋地電纜進線時，也會對加油站的防雷安全造成影響。當(dāng)供電線、對外通信網(wǎng)絡(luò)采用架空線路時，沒有采取防雷擊電磁脈沖侵入措施，極易造成感應(yīng)雷的發(fā)生。

2.2 工作人員的防雷安全意識淡薄

工作人員對雷電防護安全工作不夠重視，未全面認(rèn)識到雷電對加油站的危害。不能有效落實防雷工作計劃，未建立防雷安全管理制度，未進行防雷安全培訓(xùn)，防雷常識不了解；沒有有效開展雷電防護裝置日常巡查與維護，忽略加油機、配電柜、發(fā)電機等設(shè)備的接地，或接地導(dǎo)線破損了未及時進行維修，甚至雷電防護裝置出現(xiàn)損壞也不知道，使加油站遭受雷電災(zāi)害的安全隱患顯著增加；未及時委托甲級雷電防護裝置檢測單位對加油站內(nèi)的所有雷電防護裝置進行定期檢測；未制定防雷的應(yīng)急預(yù)案，也未開展相關(guān)應(yīng)急演練。

2.3 卸油區(qū)未設(shè)置防靜電接地裝置

裝卸成品油的過程中，油品流動會有自由電荷或電離子，造成油品和管道帶上產(chǎn)生正、負(fù)電荷的靜電荷。當(dāng)靜電荷聚集到一定程度，會產(chǎn)生電火花，引發(fā)靜電事故。

3 加油站的防雷技術(shù)措施

3.1 防范直擊雷的技術(shù)措施

3.1.1 確定直擊雷的保護范圍，建立有效防范措施

根據(jù)GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》[1]中的規(guī)定，加油站及其附屬建筑物，包括辦公樓、配電室、罩棚等都屬于第二類防雷建筑物。接閃器的保護范圍一般包含了整個加油站，但也有大型加油站存在儲罐區(qū)和辦公樓不完全在接閃器保護范圍內(nèi)，又沒有另外設(shè)置其他防直擊雷措施。此時通過滾球法可準(zhǔn)確計算接閃桿等接閃器的保護距離，利用計算結(jié)果在保護范圍外設(shè)置其他防直擊雷措施，消除超范圍保護的隱患。滾球法計算保護范圍如下。

進行滾球法計算時，加油站屬第二類防雷建筑物，hr（滾球半徑）=45 m，加油站接閃桿高度h通常小于hr。根據(jù)加油站設(shè)計規(guī)范（如圖1 所示）進行如下操作：①距地面45 m 處作一平行于地面的平行線。②以桿尖為圓心，45 m 為半徑作弧線交于平行線的A、B共2點。③以A、B為圓心，45 m 為半徑作弧線，弧線與桿尖相交并與地面相切。弧線到地面為其保護范圍，保護范圍為一個對稱錐體（如圖2 所示）。④接閃桿在hx高度的平面上和地面上的保護半徑，應(yīng)根據(jù)以下公式計算：

圖1 滾球法保護范圍平面示意圖

圖2 滾球法保護范圍立體示意圖

式（1）（2）中：rx為接閃桿在hx高度的平面上的保護半徑，m；h為接閃桿的高度，m；hx為被保護物高度，m；r0為接閃桿在地面上的保護半徑，m。

3.1.2 防直擊雷的技術(shù)措施

3.1.2.1 接閃器

應(yīng)在加油站建筑物上安裝接閃帶、接閃桿或混合接閃器。接閃帶應(yīng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，且整個屋面組成小于或等于10 m×10 m 或12 m×8 m 的網(wǎng)格。所有接閃桿需采用接閃帶相互連接。當(dāng)罩棚使用金屬屋頂時，頂面單層金屬板厚度大于0.5 mm，搭接長度大于10 cm，頂面下面的吊頂沒有易燃材料，可不另外安裝接閃器[2]。

檢查接閃器焊接工藝，銹蝕達到1/3 以上需立即整改。接閃帶支撐卡的高度應(yīng)小于15 cm，水平間距為0.5～1.0 m。

加油站屋面旗桿、燈具、金屬廣告牌和鋼結(jié)構(gòu)等金屬構(gòu)件與接閃器需等電位連接，測量其過渡電阻。等電位連接規(guī)格、材料需符合GB 50057—2010 中表5.1.2[1]的要求。

3.1.2.2 引下線

引下線大于或等于2 根，并沿加油站建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不大于18 m。建筑物跨度較大時，不能在跨距中部設(shè)引下線，需在跨距兩端設(shè)引下線，并減小其他引下線的間距，專門設(shè)立的引下線的間距也應(yīng)不大于18 m。如果建筑物運用鋼柱或柱子鋼筋作引下線，可以不滿足引下線間距小于等于18 m的要求。

檢查引下線和接地裝置、接閃帶的連接情況、防腐措施及焊接工藝等。每根引下線的沖擊接地電阻小于或等于10 Ω。

3.1.2.3 接地裝置

為實現(xiàn)均壓等電位，加油站防直擊雷接地宜和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置，且宜和埋地金屬管道相連，接地裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。共用接地裝置接地電阻值宜小于或等于4 Ω。

查看接地裝置的結(jié)構(gòu)和安裝位置，翻看隱蔽工程記錄，確定接地體的埋設(shè)深度、間距、安裝情況，檢查接地裝置的材質(zhì)、防腐措施及連接方式。

3.2 防范感應(yīng)雷和雷電波入侵的技術(shù)措施

380 V/220 V 供配電系統(tǒng)宜采用TN-S 系統(tǒng)，當(dāng)外供電源為380 V 時，采用TN-C-S 系統(tǒng)。供電系統(tǒng)的電纜金屬外皮或電纜金屬保護管兩端都應(yīng)該要接地，供配電系統(tǒng)的電源端需安裝與設(shè)備耐壓水平一致的過電壓（電涌）保護器[2]。

加油站使用弱電設(shè)備和通訊線路等需增設(shè)防雷電波侵入措施。低壓線路應(yīng)采取埋地電纜或敷設(shè)在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入，入戶端需將電纜金屬外皮、金屬線槽接地；加油站建筑物的上述金屬物需與防雷接地裝置相連。低壓電源線路引入總配電箱、配電柜等安裝過電壓（電涌）保護器。當(dāng)靠近用電設(shè)施時，根據(jù)情況再加裝過電壓（電涌）保護器。

架空和直埋地的金屬管道進出加油站建筑物的地方應(yīng)就近與防雷接地裝置相連；當(dāng)不相連時，架空管道應(yīng)接地，其沖擊接地電阻小于或等于10 Ω。引入、引出加油站建筑物的金屬管道進出地方應(yīng)與防雷接地裝置相連；架空金屬管道需在距建筑物大約25 m 處接地一次[3]，其沖擊接地電阻小于或等于10 Ω。

在爆炸危險區(qū)域內(nèi)工藝管道上的法蘭兩端等連接處，應(yīng)采用金屬線跨接。如果法蘭的連接螺栓大于等于5 根時，在沒有腐蝕環(huán)境下可以不跨接。

加油站卸油區(qū)應(yīng)設(shè)置專用防靜電裝置，專用裝置宜采用共用接地，阻值小于或等于4 Ω；當(dāng)采用獨立接地時，阻值應(yīng)小于或等于100 Ω。為增強加油站卸油安全，卸油管與油罐間用快速接頭連接，保證卸油管伸至距罐底20 cm 處，在卸油管管口處開45°斜口，避免油品噴濺或產(chǎn)生靜電。另外為確保卸油管等連通設(shè)備擁有導(dǎo)靜電、耐油特性，油管需滿足直徑大于5 cm，卸油過程中，采用專門的接地導(dǎo)線、夾子和接地端子連接卸油設(shè)備和油罐。

檢測加油機金屬外殼、分體泵、真空泵、油氣分離器、防爆電源盒、線路屏蔽層等金屬構(gòu)件和加油機內(nèi)的局部等電位端子連接情況，連接線需采用大于等于6 mm2的銅芯線。檢測加油槍采用導(dǎo)靜電軟管和加油機出油管的連接情況，測量加油槍槍管和出油管的過渡電阻。加油槍內(nèi)金屬連接線容易斷裂，需每周對加油槍進行導(dǎo)通測試，如果導(dǎo)通差或不導(dǎo)通，應(yīng)該及時整改或更換加油槍。

加油站還需做好等電位連接及接地，做好油罐的管線與罐體間等電位連接帶，與地面保持良好連接。

4 結(jié)論

加油站屬易燃易爆等重點場所，眉山市又是雷電易發(fā)區(qū)，做好雷電防護工作對加油站的日常管理非常重要。本文分析研究了加油站的防雷技術(shù)措施，掌握其中具體防雷知識，能有效避免雷電災(zāi)害對加油站造成巨大經(jīng)濟損失，保障人民生命和財產(chǎn)的安全。