一種加油站系統防雷設計方案

本文通過對汽車加油站所處環境特點、系統特點中雷電災害各因素的分析，根據其特點對加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護和接地，加油站電源、信號系統的雷電防護等，依據GB 50057、IEC61312標準對雷電防護的要求，提出了系統的解決方案。

　　引言

　　加油站在城市交通建設中起著重要的作用，也是城市災害救助中的重要能源基地，但是近年來加油站的雷電災害事故頻繁發生，直接威脅到加油站周圍人群和建筑物的安全，削弱了加油站作為城市能源樞紐的功能，因此對加油站的雷電綜合防護是非常重要的。

　　1.加油站的環境特點

　　加油站通常具有以下幾個特點：

　　1)地理位置：加油站通常設在城區開闊地帶或郊區、山區、鄉村、高速公路等道路邊的開闊地帶;

　　2)實施條件：無論在城區還是鄉村，這些加油站建筑往往都不具備符合要求的防雷實施(包括外部防雷、內部防雷和地網等等)。此外，加油站營業建筑的面積一般都很小，不便于多級防雷方案的實施;

　　3)電源系統：一般加油站的380V交流供電線路是架空明線接入至站區附近再地埋引入建筑的，部分加油站是由10KV電力線架空接入，經變壓器后再地埋引入建筑的。在鄉村和山區有時根本沒有地埋措施，因此非常容易感應雷電電磁脈沖;

　　4)通信網絡系統：引入加油站的ISDN等通信線路通常也是由戶外架空明線引入的，并且通常未安裝專用電涌保護器(SPD)做雷電防護措施。

　　從以上幾個特點不難發現，從雷電防護角度來看，加油站一般都運行于“高風險”環境下，即對于雷害風險的“暴露程度”很高，因此需要采取強有力的防護措施。根據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》、GB15599-95《石油與石油設施雷電安全規范》、GB 50074-2002《石油庫設計規范》等國家標準及IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》標準，其電源線路至少應采取兩級雷電防護，信號線路至少應采取一級雷電防護才能達到雷電防護的要求。但目前的情況是，大多數加油站都沒有進行電源線路和信號線路的雷電過電壓防護。

　　鑒于加油站的上述特點和要求，一般認為對于中等以上雷暴強度地區(年均雷暴日40天以上)，應選用最大標稱放電電流大于15KA(10/350μS)的電涌保護器作為電源系統的第一級雷電防護，其保護水平應小于2000V，同時滿足這兩個方面的要求才能保證加油站設備用電電源的可靠運行。通信信號線路由于多是由外部進線，因此同樣會受到雷擊的威脅，因此也需要采用專用通信信號系列電涌保護器進行雷電防護。下圖為加油站系統圖：

　　2.加油站防雷等級的確認

　　依據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》建筑物年預計雷擊次數按下式計算： N = kNgAe;Ng = 0.024Td 1.3 式中　N 建筑物預計雷擊次數(次/a);

　　k 雷擊次數校正系數;在此類型情況下取2;

　　Ng 建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/(km2•a)];

　　Ae 與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積(km2);

　　Td 該地區的年平均雷電日數

　　在下列情況下k取相應數值：

　　a.位于曠野孤立的建筑物取2;

　　b.金屬屋面的磚木結構建筑物取1.7;

　　c.位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5;

　　根據以上年預計雷擊次數參數，對于中等以上雷暴強度地區(年均雷暴日40天以上)地區位于公路旁邊四級以下的面積3000平方米左右，建筑高度小于15米的常規加油站的預計雷擊次數為： N = kNgAe≈0.15次/a

　　依據以上計算，參照GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》第2.0.3條的要求，其屬于標準規定的“具有1區爆炸危險環境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者”。因此應定為二類防雷建筑物，其防爆防火等級應定為Ia(ia)ⅡAT3。

3.加油站直擊雷防護設計