广东省英徳市气象局 513000
摘要：本次防雷设计以清远市军分区后勤部置换地加油站防雷工程设计为例，根据汽车加油站相比其他一般建筑物位置相对孤立，容易产生静电和雷电危害，一旦发生事故损失严重等特点，从项目所处地域雷电活动规律，雷电闪击可能造成的危害着手，对该项目进行防雷工程方案设计，设计方案具体从接地装置、接闪器、静电处理、防闪电电涌侵入等方面进行分析，并评估雷电对该项目建成后的危害和因此带来的风险，从而在现有的技术基础上采取较完善的雷击防范措施，最大限度降低雷击造成的损失。
关键词：雷电防护；设计 ；施工；汽车加油站
1引言
雷电是发生在大气中的声、光、电物理现象，它引起的灾害是世界上十大自然灾害之一。据相关资料记载，全世界每年因雷击造成的经济损失达10亿美元以上，人员伤亡也相当严重，全国平均每年因雷击伤亡人数达3000人左右[2]。因此，根据地域雷电活动规律及其内各类设施和建（构）筑物的结构特性，结合各种雷电危害类型，进行防雷设计尤为重要[1]。
清远属粤北山区，境内山地丘陵交错，地形复杂，具有扰发强雷暴天气发展的自然地理条件，局地性强对流天气频繁发生，平均雷暴日数93天，属强雷暴区。清远市军分区后勤部置换地加油站，属于易燃易爆危险环境场所，若发生雷击灾害可能造成严重后果。工程项目所在地域正处在系统性强雷暴天气的移动轨道上，同时该区具有扰发强雷暴天气发展的自然地理条件，故为避免或最大限度降低雷击造成的损失，作了此防雷设计方案。
2 项目现场勘查
该项目位于广东省清远市环城北路与锦绣路交汇处东北侧，工程为新建二级加油站，新建30m3柴油罐2座，40m3汽油罐3座，6枪加油机4台。油品计算总容积为150m3，柴油折半计算新建加油棚一座，二期预留棚一座，双层站房一座，单层配电控制房一座，建构筑物均采用不燃或难燃材料。变电采用室外箱式变压器。油罐区埋地油罐采用双层油罐，油罐区采用细砂填实。
3 防雷工程设计方案
3.1土壤电阻率测量
现场勘查本项目土壤电阻率，现场采集的数据结果（表3-1）。测量的工具为MI2127综合接地电阻测试仪，分别取接地极间距离a=1～5米，测量结果约为-0.75m～-3.75m土壤层的平均土壤电阻率[4]。
根据公式：ρ=2π?a?R 计算出土壤电阻率。
其中 a—测量时仪表接地极间距，单位：m；
R—接地极的接地电阻值，单位：Ω。
测量时土壤较潮湿，季节系数ψ＝2.0，则ρ=2.0×24.9＝49.7 （Ω?m），通过数据转换，清远市军分区后勤部置换地加油站工程项目所在区域-0.75m～-3.75m土壤层的平均土壤电阻率取49.7Ω?m。
3.2防雷装置设计
3.2.1 防雷接地
1、由于生产设备区属二类爆炸危险区域，按二类防雷建筑标准设计。
2、站房及辅助用房利用建筑物桩基及地基梁作自然接地体。下部与预埋人工接地装置可靠连接。要求突出屋面的所有金属构架、金属管道等所有金属体均应就近与接闪带装置可靠连接。
3、罩棚及工艺设备区属二类防爆区域，按二类防雷建筑标准设计。罩棚利用顶棚顶自身彩钢板作接闪器，罩棚顶板要求采用夹有非易燃物的双层金属彩钢板下端无可燃装饰材料,且钢板厚度不小于 0.5mm，罩棚利用结构构造柱内两根以上主钢筋作为防雷引下线，引下线的间距不大于 18米。要求结构柱内主钢筋及建筑物上部圈梁内水平主钢筋与桩基内的纵向主钢筋、柱内纵向主钢筋之间的连接采用焊接，并与室外接地装置可靠焊接，形成电气通路[6]。
4、罐区、加油罩棚、站房等局部接地装置优先采用闭合环形网状地网，为均衡地电位，防止发生反击，可局部加密网格。各局部接地装置应互相连通，构成站场联合接地装置。站房和罩棚等建筑物宜优先充分利用桩、承台、基础内的结构钢筋构成自然接地装置，无结构主筋可用时，采用-40×4mm 热镀锌扁钢或直径不小于ф16 热镀锌圆钢焊接连通。
5、罐区宜设置环形网状人工接地装置，垂直接地极宜采用50×50×5mm 热镀锌角钢，长度2.5m 为宜，间距5m 为宜，水平接地极宜采用-40×4mm 热镀锌扁钢，水平接地极与垂直接地极采用焊接连通，焊接处做防腐处理；要求人工接地极在土壤中埋设深度不小于0.5m； 钢制油（气）罐应进行防雷接地，接地点不应少于2 处[6]。
3.2.2 引下线
（1）站房、加油棚优先利用其外围钢筋混凝土柱或剪力墙中对角两条直径不小于φ10 的主筋或钢结构柱作引下线；引下线沿建筑物四周均匀对称布置，主要阳角位设有引下线，其间距沿周长计算符合二类防雷建筑物不大于18m，当柱距较大，无法在跨距中间设置引下线时，在跨距两端设置引下线，并适当减小其他引下线的间距
（2）引下线保持电气连通，上端与接闪器可靠连接，下端与接地装置可靠连接，并注意连接线的防腐，注意不同材料导体间的电化腐蚀。
3.2.3 接闪器
（1）加油棚是安置加油机并进行加油作业的地方，区域内油气含量较高。宜在棚的顶部敷设接闪杆、接闪带与接闪网格相结合作为接闪器。[6]
（2）宜沿屋面、梯间四周、女儿墙等易受雷击的外侧部位明敷接闪带，接闪带在屋面、梯间四周、女儿墙上的垂直投影距其外边沿的距离不大于50-100mm ，同一平面内的接闪带应闭合，不同平面间的接闪带应保持电气导通。
（3）接闪网和接闪带在屋面构成的网格应满足：第二类防雷建筑物不大于10m×10m 或12m×8m。
（4）在屋角、檐角等易受雷击部位应设置接闪短杆，其规格应符合相关规范要求。
3.2.4 等电位连接
（1）埋地钢制油管、埋地LPG 储罐和埋地LNG 储罐，以及非金属油管顶部的金属部件和罐内的各金属部件，应与非埋地部分的工艺金属管道相互做电气连接并接地。
（2）在爆炸危险区域内工艺管道上的法兰、胶管两端等连接处，应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于5 根时，在非腐蚀环境下可不跨接。
（3）油、气罐及其管道上安装的信息系统装置，其金属外壳应与油、气罐及其管道做等电位连接。
（4）平行敷设于地上或管沟的金属管道，其净距离小于100mm 时，金属线跨接，跨接点的间距不大于30m 。管道交叉点净距离小于100mm 时，其交叉点应用金属线跨接。
（5）宜在加油机所在位置预留等电位连接及接地端子，加油机金属机座应就近连接到预留端子上，加油枪金属部件应与加油机座可靠等电位连接。[6]
3.2.5 防闪电电涌侵入
（1）建议对电源系统安装两级或三级电涌保护器（SPD）。鉴于该地区雷电活动频繁，局地雷电流累积概率对应雷电流强度较大，推荐各级电涌保护器通流量为：第一级（LPZ0/LPZ1 边界处，如总配电箱、配电柜内），装设I 级试验的电涌保护器（SPD），其冲击放电电流宜不小于20kA（10/350），第二级（LPZ1/LPZ2 边界处，如分配电箱），装设Ⅱ级试验的电涌保护器（SPD），其标称放电电流宜不小于40kA（8/20），第三级（LPZ2 及后续防雷区边界处，如设备机房配电箱或特殊要保护的信息设备电源端口），装设Ⅱ级试验或Ⅲ级试验的电涌保护器（SPD），其标称放电电流宜不小于20kA（8/20）。处于防爆区内的电涌保护器（SPD）应满足防爆要求
（2）加强对发电机的过电压保护，在低压侧的配电屏上，当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时应在母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器（SPD），电涌保护器（SPD）每一保护模式的冲击电流值，建议不小于20kA（10/350）； 当无线路引出本建筑物时，应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器（SPD），电涌保护器（SPD） 每一保护模式的标称放电电流值，建议不小于40kA 。电涌保护器（SPD）的电压保护水平值应不大于2.5kV 。
4 结语
本文针对清远市军分区后勤部置换地加油站由雷电闪击可能对其造成的危害，对其加油棚、站房、油罐区设计了一套综合有效的防雷设计方案。防雷方案从防雷接地、接闪器、等电位连接、防闪电电涌侵入四个方面进行了论述，论证了设计方案的有效性。
参考文献:
[1]虞昊，臧庚媛，赵大铜，现代防雷技术基础，北京,气象出版社，1995.
[2]王建忠，完善雷电防护体系，尽责服务防灾减灾[N].中国气象报，2006，（5）.
[3]关象石，国家与国际防雷标准和技术，中国防雷信息网：http：//www.cma-lpinfo.gov.cn,2006年11月10日.
[4]中国气象局（2007）雷电灾害风险评估技术规范.QX/T 85-2007.中国标准出版社，北京.
[5]国家质量技术监督局，中华人民共和国建设部（2001）建筑物防雷设计规范GB 50057- 2010.中国计划出版社，北京.
[6]中华人民共和国住房和城乡建设部，国家质量监督检疫总局（2014）汽车加油加气站设计与施工规范GB 50156-2012. 中国计划出版社，北京.
论文作者:彭劲洪,吴文坚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
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