加油站防雷设计方案.docx

加油站防雷设计方案王珊珊 陈丹丹（余姚市防雷中心，余姚市，315400）摘要随着我国经济的快速发展，交通事业正日新月异，人民的生活生平不断提高，汽车越来越多，加油站 数量与日俱增，每年由于雷击造成的事故时有发生，直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全，因此加 强加油站的防雷工程设计工作十分重要而那些在郊区、偏远地方的加油站，经营者对雷电灾害的防护意 识仍然十分薄弱，存在着侥幸心理和麻痹思想，一旦发生雷击事故，后果不堪设想因此加油站的防雷措 施应根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》、GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》及 GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》进行防雷设计关键词：雷电 加油站 防护 规范1 概述雷电产生于雷暴，而雷暴往往伴随强对流天气而形成，是由大气环流和当地气象因素决 定的雷暴是积雨云中云与云之间或云与地之间产生的放电现象，并伴有火花放电，强大电 流通过时，又使空气迅速膨胀产生巨大的响声，即雷电雷电是一种极具破坏力的自然现象， 其电压可高达数百万伏，瞬间电流更可高达数十万安培千百年来，雷电所造成的破坏可谓 不计其数因此雷电灾害已成为联合国公布的10 种最严重的自然灾害之一。

根据雷电特点 及性质可将雷电分为直击雷、雷电感应及雷电波侵入伴随地方经济的发展和人民生活水平的提高，各地的机动车辆正在迅速增加，机动车公 共加油站这一为之提供能源的配套服务设施也在快速增加加油站在城市、乡镇交通建设中 起着重要的作用，也是城市、乡镇灾害救助中的重要能源基地，但是近年来加油站的雷电灾 害事故频繁发生，直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全，削弱了加油站作为城市、乡 镇能源枢纽的功能，因此对加油站的雷电综合防护是非常重要的2 加油站雷电分区2.1 加油站环境特点加油站一般位于公路边，多属于空旷地区的孤立建筑物，容易遭受雷击，而且加油站又 属于易燃易爆场所，对加油站的防雷现状应给予特别足够的重视，加油站通常具有以下几个 特点：（1） 地理位置：加油站都建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，四周较为空旷；（2） 建筑物防直击雷设计不规范：有的加油站站房、罩棚未安装防直击雷设施，明敷 防雷引线未沿外墙最短垂直路径接地；（3） 电源系统：一般加油站的 380V 交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引 入建筑的，部分加油站是由10KV电力线架空接入，经变压器后再地埋引入建筑。

在乡村和 山区有时根本没有地埋措施，未安装电涌保护器及做重复接地，因此非常容易遭雷电波侵入 及雷击电磁脉冲；（4）通信网络系统：引入加油站的ISDN、线、监控设备等弱电线路通常也是由户 外架空明线引入的，并且通常未安装专用信号电涌保护器（SPD）做防闪电措施；（5）静电防护：加油站加油机或加油枪未能接地或接地不良，电阻偏大，不符合规范 要求加油站呼吸阀未作跨接或跨级电阻值偏大；（6）发电机接地：不少加油站并未做发电机接地，不符合安全生产 以上几个特点不难发现，从雷电角度来看，加油站一般都运营于“高风险”环境下，即 对雷害风险的“暴露程度”很高，因此需要采取强有力的防护措施根据GB50057-2010《建 筑物防雷设计规范》GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》及GB50156-2002 《汽车加油加气站设计与施工规范》等国家标准及IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》标准， 其电源线路至少应采取两级雷电防护，信号线路至少应采取一级雷电防护才能达到雷电防护 的要求但目前的情况是，部分加油站都没有进行电源路线和信号路线的雷电过电压防护， 建筑物防雷设计不规范，防雷安全存在一定的安全隐患。

鉴于加油站以上特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天 以上），应选用最大标称放电电流大于12.5KV （10/350 uS）的电涌保护器作为电源系统的 第一级雷电防护，其保护水平应小于2KV,同时满足这两个方面的要求才能保证加油站设备 用电电源的可靠运行通信信号路由于多是由外部进线，因此同样会受到雷击威胁，因此也 需要采用专用通信信号系列电涌保护器进行雷电防护2.2 加油站的防雷等级依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》建筑物年预计雷击次数按下式计算：N=kNgAe；Ng=0.1Td 式中：N建筑物预计雷击次数（次/a）；K 雷击次数校正系数：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；建筑物年预计雷击次数按下式计算：N=kNgAe； Ng=0.1Td在下列情况下 k 取相应数值：a.位于旷野孤立的建筑物取2；b金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；c.位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻较小、地下水露头处、土山顶部、山谷 风等处得建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5。

加油站四周较空旷，在此类型情况下K值取2；根据以上年雷击次数参数，对于中等以 上雷暴强度区（年均雷暴日40天以上）位于公路旁边四级以下的面积3000平方米左右，建 筑高度小于15米的常规加油站的预计雷击次数为：N=kNgAe^0.15次/a依据以上计算，并参照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第3.0.3条的要求，“具 有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身 伤亡者”因此汽车加油站防雷应按第二类防雷建筑物进行设计3 加油站雷电防护设计3.1 建（构）筑物的防雷设计加油站的建（构）筑物一般由罩棚、办公楼、配电室及其它附属建筑物组成依据《建 筑物防雷设计规范》GB50057-2010确定汽车加油站的建筑物防雷类别为二类建筑物，不需 要单独装设接闪杆办公室和附属建筑物一般采用钢筋混凝土结构汽车加油站的建（构）筑物防雷接闪器设计：宜采用装设在建筑物上的接闪网（带）或 接闪杆或由其混合组成的接闪器接闪带应沿建筑物屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击部 位敷设，并在整个屋面组成不大于1 OmXIOm或12mX8m的接闪网格加油站罩棚一般采用 钢架结构，其棚顶采用金属屋面，可直接利用其作为接闪器，不用再另设接闪杆或接闪带（屋 顶有其他需要保护的物体除外）。

汽车加油站的建（构）筑物防雷引下线设计：由于站区内建（构）筑物一般采用钢筋混 凝土结构和钢架结构，钢筋混凝土结构应利用桩内两条对角主筋作为自然引下线，引下线间 距不大于18米，引下线不应少于2根，应沿建筑物周围均匀布置引下线在适当地点设若 干连接板，该连接板可作等电位连接用，将办公室及附属建筑物内所有电器设备和金属导体 作等电位连接汽车加油站的建（构）筑物防雷接地装置设计：一般采用自然接地体作为接地装置，由 于一般加油站站区各接地装置之间距离都小于5米，应将加油站的防雷接地、防静电接地、 电气设备工作接地、保护接地、信息系统的接地、等电位连接带、建筑物金属构件采用共用 接地，以达到均压、等电位以减少各种接地设备之间、不同系统之间的电位差在进行建（构） 筑物基础施工时将两基础内钢筋进行可靠连接，每间隔18 米做一次接地当自然接地体达 不到接地电阻要求时，应设置人工接地体考虑到接地装置使用的长期性和耐腐蚀性，建议 接地装置布置依据地形设计，人工接地体设置在散水坡1m以外，可以不破坏散水坡保护面， 同时也加大了地网包围的有效面积在建筑物外设计成闭合的环形，可以起到均压环的作用， 也可以从不同的方位引入地线作等位连接使用，同时可以作为不同位置进入建筑物线缆的外 屏蔽层接地线使用。

水平接地通常使用40X4mm镀锌扁钢，埋深0.6米（深度应大于当地冻 土层）；垂直接地使用L50X50X5X2500mm镀锌扁钢，垂直接地体间使用非金属接地模块 接地电阻要求：加油站的地网分为直击雷保护接地（其接地电阻要求W10Q）、防静电接地（其接地电阻要求W100Q）、电源工作接地其接地电阻要求W4Q）,信号线路直流工作接地 其接地电阻要求W4Q ）四个部分，当采用统一接地时，接地电阻值应按最小值确定，接地 电阻要求W4Q3.2 油罐区的防雷设计油罐区的防雷设计：一般采用呼吸阀作为接闪器（高度4-5m）,当利用呼吸阀作为接闪 器时，应保证呼吸阀与罐体接触良好，防止直击雷对呼吸阀放电不能将雷电流引入大地埋 地金属油罐必须作环形接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不宜〉30m，接地体距 罐壁不应小于3m钢油罐顶板厚度＜ 4mm时，应装防直击雷设施，当顶板厚度三4mm，可不 装防直击雷设施，但对位于多雷区（年平均雷暴日数多于40天）的油罐和铝顶油罐，应安 装独立接闪杆做防直击雷设施独立接闪杆与被保护油罐的水平距离不应小于3m,按滚球方 法计算，使油罐呼吸阀处于其保护范围内，并且保护范围应高于呼吸阀2m以上。

输油管道的始、末端和拐弯、分支处应分别接地，每隔12米做一次接地，接地电阻W4 Q油罐区的接地应采用共用接地装置，并在各处作等电位连接，即油罐的罐体及罐的金属 构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件，电力电缆外皮和瓷瓶铁脚，装于钢油罐上的信息系统 的配电线缆外皮，加油机地脚螺钉等均应与接地系统做可靠的电气连接，其接地电阻值应W 4Q,由于油罐车进行装卸油时，罐内油品会产生静电，静电会积聚到浮盘上，此时浮盘应 与罐体做电气连接，否则，容易产生静电火花发生火灾事故油罐车在装卸过程中应采用专 用的接地导线、夹子和接地端子将油罐和装卸车设备相连，并将防静电接地装置与油罐接地 相连接加油机主体应与地沟接地装置进行可靠连接，应保证加油枪皮管内部铜线一端与加 油机主体连接，防止加油过程中由于汽油（或柴油）与加油枪摩擦产生静电无法通过加油管 进行释放平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮长金属物，其净距离小于 100mm 时，应采 用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m,交叉净距小于100mm时，其交叉处也应跨接， 各种金属管道法兰的连接螺铨少于5根时，法兰必须用金属导线跨接，跨接电阻应小于0.03 Q3.3 电源配电系统雷电防护设计380/220V供配电系统宜采用TN-S配电系数：即三相五线制（单相三线制）配电方式。

在这种配电方式的整个系统（包括分支线路）中，具有单独的中性线（N）和保护接地线（PE）, 即在整个系统中中性线与保护接地线始终是分开的使N线与PE线分开的目的，PE线上没 有交流电流过，在整个防雷工程的等电位连接接地系统中，它与等电位连接接地系统保持可 靠的连接，所以PE线上电位处处相等电缆应穿钢管埋地进入加油站，电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地，在供配 电系统的电源端应安装与设备耐压水平相适应的过电压（电涌）保护器供电系统电缆金属 外皮或电缆金属保护管两端均接地，其目的就是封锁电磁效应，减少或削弱雷电危害，预防 雷击事故的发生供电系统电缆应单独布线，不得与油品、液化石油气和天然气管道、热力 管道敷设在同一沟内，防止电缆沟进入爆炸性气体混合物，避免电缆与管道相互影响，引起 爆炸火灾事故，电缆沟应充沙填实4 余姚市高速公路旁某加油站防雷设计方案4.1 加油站环境勘测该加油站位于浙江省余姚市，该地区属于季风亚热带气候，其土壤性质为巨板土与砂岩 地，土壤电阻率较大，且不均匀经测量其平均值为180Q・m年平均雷暴日为40d/年， 3-9 月份，雷暴发生概率较大，属于多雷区加油站内有加油罩棚及办公楼，均为钢筋混凝 土结构。

加油罩棚长为20米、宽为20米、高8米，内有4个灌油机，各相距6m办公室 长16米、宽23.1 米、高3.5米，距办公室10米处有两个地下储油库电源线路采用架空 引入，电源系统采用TN-S系统办公室内有机。