畢業(yè)論文--汽車(chē)加油站防雷工程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</b></p><p>　　題 目 汽車(chē)加油站防雷工程設(shè)計(jì) </p><p><b>　　二Ｏ一二年四月五日</b></p><p>　　汽車(chē)加油站防雷工程設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通事業(yè)不斷發(fā)

2、展，人民生活水平的提高,汽車(chē)越來(lái)越多,加油站數(shù)量與日劇增，每年由于雷擊造成事故時(shí)有發(fā)生，直接威脅到加油站周?chē)巳汉徒ㄖ锏陌踩?，因此加?qiáng)加油站的防雷工程設(shè)計(jì)工作十分重要。本文通過(guò)對(duì)汽車(chē)加油站所處環(huán)境特點(diǎn)、系統(tǒng)特點(diǎn)中雷電災(zāi)害各因素的分析，根據(jù)其特點(diǎn)對(duì)加油棚、油罐及附屬建筑的直擊雷防護(hù)和接地，加油站電源、信號(hào)系統(tǒng)的雷電防護(hù)等，依據(jù)GB50057、IEC61312、GB50156等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雷電防護(hù)的要求，提出了系統(tǒng)的解決方案。</p>

3、;<p>　　關(guān)鍵詞：加油站；防雷工程；方案；設(shè)計(jì)</p><p>　　汽車(chē)加油站一旦發(fā)生雷擊并引發(fā)火災(zāi)將造成不可估量的損失。特別是加油站都建在雷擊多發(fā)區(qū)的城區(qū)開(kāi)闊地帶或郊區(qū)、山區(qū)、鄉(xiāng)村、高速公路等道路邊的開(kāi)闊地帶；有鑒于此，必須將加油站的防雷工程設(shè)計(jì)作為防雷工作的重中之重，從源頭上消除雷擊隱患。</p><p>　　汽車(chē)加油站的環(huán)境特點(diǎn)</p><p

4、>　　加油站一般位于公路邊，多屬于空曠地區(qū)的孤立建筑物，容易遭受雷擊，而且加油站又屬于易燃易爆場(chǎng)所，對(duì)加油站的防雷現(xiàn)狀應(yīng)給予特別足夠的重視，加油站通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）地理位置：加油站通常設(shè)在城區(qū)開(kāi)闊地帶或郊區(qū)、山區(qū)、鄉(xiāng)村、高速公路等道路邊的開(kāi)闊地帶，四周較為空曠；2）建筑物防直擊雷設(shè)計(jì)不規(guī)范：有的加油站站房未安裝防直擊雷設(shè)施，明敷防雷引下線未沿外墻最短垂直路徑接地。 3）電源系統(tǒng)：一般加油站的380V交流供電線路是架空明線接

5、入至站區(qū)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(jīng)變壓器后再地埋引入建筑的。在鄉(xiāng)村和山區(qū)有時(shí)根本沒(méi)有地埋措施，未安裝電涌保護(hù)器，因此非常容易感應(yīng)雷電電磁脈沖。4）通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：引入加油站的ISDN、電話(huà)線、監(jiān)控設(shè)備等弱電線路通常也是由戶(hù)外架空明線引入的，并且通常未安裝專(zhuān)用信號(hào)電涌保護(hù)器（SPD）做雷電防護(hù)措施。5）靜電防護(hù)：加油站加油機(jī)或加油槍未能接地或接地不良，電阻值偏大，不符合規(guī)范要求。加油站呼吸閥未作跨接或跨接

6、電阻值偏大。</p><p>　　從以上幾個(gè)特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，從雷電防護(hù)角度來(lái)看，加油站一般都運(yùn)行于“高風(fēng)險(xiǎn)”環(huán)境下，即對(duì)于雷害風(fēng)險(xiǎn)的“暴露程度”很高，因此需要采取強(qiáng)有力的防護(hù)措施。根據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB15599-95《石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范》、GB 50074-2002《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及IEC61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)，其電源線路至少應(yīng)采取兩級(jí)雷電防護(hù)，

7、信號(hào)線路至少應(yīng)采取一級(jí)雷電防護(hù)才能達(dá)到雷電防護(hù)的要求；但目前的情況是，部分加油站都沒(méi)有進(jìn)行電源線路和信號(hào)線路的雷電過(guò)電壓防護(hù)，建筑物防雷設(shè)計(jì)不規(guī)范，防雷安全存在一定安全隱患。</p><p>　　鑒于加油站的上述特點(diǎn)和要求，一般認(rèn)為對(duì)于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)（年均雷暴日40天以上），應(yīng)選用最大標(biāo)稱(chēng)放電電流大于15KA（10/350μS）的電涌保護(hù)器作為電源系統(tǒng)的第一級(jí)雷電防護(hù)，其保護(hù)水平應(yīng)小于2000V，同時(shí)滿(mǎn)足這

8、兩個(gè)方面的要求才能保證加油站設(shè)備用電電源的可靠運(yùn)行。通信信號(hào)線路由于多是由外部進(jìn)線，因此同樣會(huì)受到雷擊的威脅，因此也需要采用專(zhuān)用通信信號(hào)系列電涌保護(hù)器進(jìn)行雷電防護(hù)。</p><p>　　汽車(chē)加油站防雷等級(jí)的確認(rèn)</p><p>　　依據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)按下式計(jì)算： N = kNgAe；Ng = 0.1Td式中：N 建筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次

9、/a）； k 雷擊次數(shù)校正系數(shù)；加油站四周較空曠，在此類(lèi)型情況下K值取2；Ng 建筑物所處地區(qū)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(shù)的等效面積（km2）； Td 該地區(qū)的年平均雷電日數(shù)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)按下式計(jì)算：N = kNgAe；Ng = 0.1T. d 式中　N 建筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次/a）；在下列情況下k取相應(yīng)數(shù)值： </p><p>　　a、

10、位于曠野孤立的建筑物取2； b、金屬屋面的沒(méi)有接地的磚木結(jié)構(gòu)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(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5； 根據(jù)以上年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)參數(shù)，對(duì)于中等以上雷暴強(qiáng)度地區(qū)（年均雷暴日40天以上）地區(qū)位于公路旁邊四級(jí)以下的面積3000平方米左右，建筑高度小于15米的常規(guī)加油站的預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為： N = kNgAe≈0.15次/a <

11、/p><p>　　依據(jù)以上計(jì)算，并參照GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.3條的要求，“具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)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”。因此汽車(chē)加油站防雷應(yīng)按第二類(lèi)防雷建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)。 </p><p>　　3. 加油站直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　1)、建筑物、構(gòu)筑物的防雷設(shè)計(jì)。</p>

12、;<p>　　加油站的建筑物、構(gòu)筑物一般由罩棚、辦公樓、配電室及其它附屬建筑物組成。依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010確定汽車(chē)加油站的建筑物防雷類(lèi)別為二類(lèi)建筑物，不需要單獨(dú)裝設(shè)避雷針。辦公樓和附屬建筑物一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防雷接閃器設(shè)計(jì)：宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)(帶)或避雷針或由其混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)應(yīng)建筑物沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m×

13、10m或12m×8m的網(wǎng)格。加油站罩棚一般采用鋼架結(jié)構(gòu)，其棚頂采用金屬屋面，可直接利用其作為接閃器，不用再另設(shè)避雷針或避雷帶(屋頂有其他需要保護(hù)的物體除外)。金屬屋面厚度要求：金屬屋面厚度,鐵板不應(yīng)小于4mm,銅板不應(yīng)小于5mm,鋁板不應(yīng)小于7mm；如加油站為尖頂型結(jié)構(gòu)，需要在尖頂部位安裝避雷針，常規(guī)設(shè)計(jì)為高度為150cm避雷針。 </p><p>　　汽車(chē)加油站的建筑物、構(gòu)筑物防雷引下線設(shè)計(jì)：由于站區(qū)

14、內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)利用樁內(nèi)兩條對(duì)角主筋作為自然引下線，引下線間距不大于18米，引下線不應(yīng)少于2根，應(yīng)沿建筑物周?chē)鶆虿贾谩Ｒ戮€在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)若干連接板,該連接板可供測(cè)量、接人工接地和作等電位連接用；將辦公樓及附屬建筑物內(nèi)所有電器設(shè)備和金屬導(dǎo)體做等電位連接； </p><p>　　加油站機(jī)房、配電室應(yīng)設(shè)置均壓環(huán)，均壓環(huán)必須可靠良好接地，應(yīng)將均壓環(huán)與建筑物接地進(jìn)行可靠焊

15、接。將站房?jī)?nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門(mén)窗、設(shè)備外殼以及所有進(jìn)出站房的金屬管道等金屬構(gòu)件進(jìn)行電氣連接，并接至均壓環(huán)上，以均衡電位。均壓環(huán)可采用40×4mm的扁銅或鍍鋅扁鋼進(jìn)行構(gòu)筑，每隔1米設(shè)一支撐。將均壓環(huán)與建筑物內(nèi)等電位排進(jìn)行可靠連接，不需再另設(shè)接地裝置。</p><p>　　汽車(chē)加油站的建筑物、構(gòu)筑物防雷接地裝置設(shè)計(jì)：一般采用自然接地體作為接地裝置；由于一般加油站站區(qū)內(nèi)各接地裝置之

16、間距離都小于5米，應(yīng)將加油站的防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備工作接地、保護(hù)接地、信息系統(tǒng)的接地、等電位連接帶、建筑物金屬構(gòu)件采用共用接地，以達(dá)到均壓、等電位以減小各種接地設(shè)備之間、不同系統(tǒng)之間的電位差。在進(jìn)行建筑物、構(gòu)筑物基礎(chǔ)施工時(shí)將兩基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋進(jìn)行可靠連接，每間隔18米作一次接地。當(dāng)自然接地體達(dá)不到接地電阻要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置人工接地體?？紤]到接地裝置使用的長(zhǎng)期性和耐腐蝕性，建議接地裝置布置依據(jù)地形進(jìn)行設(shè)計(jì)：人工接地體設(shè)置在散水坡1m以外，

17、可以不破壞散水坡保護(hù)面，同時(shí)也加大了地網(wǎng)包圍的有效面積。在建筑外設(shè)計(jì)成閉合的環(huán)形，可以起到均壓環(huán)的作用，也可以從不同的方位引入地線作等電位連接使用。同時(shí)可以作為不同位置進(jìn)入建筑物線纜的外屏蔽層接地線使用。水平接地體通常使用40×4mm鍍鋅扁鋼，埋深0.6米（深度應(yīng)大于當(dāng)?shù)貎鐾翆樱?；垂直接地體使用L50×50×5×2500mm鍍鋅角鋼；垂直接地體間使用非金屬接地模塊。地網(wǎng)引出地網(wǎng)測(cè)試極到地面上，以便

18、以后檢測(cè)地網(wǎng)情況。</p><p>　　接地電阻要求：加油站的地網(wǎng)分為直擊雷保護(hù)接地（其接地電阻要求≤10Ω）、防靜電接地（其接地電阻要求≤10Ω）、電源工作接地（其接地電阻要求≤10Ω）、信號(hào)線路直流工作接地（其接地電阻要求≤4Ω）四個(gè)部分。 當(dāng)采用統(tǒng)一接地時(shí)，接地電阻值應(yīng)按最小值確定，接地電阻要求≤4Ω。</p><p>　　2）油罐區(qū)的防雷設(shè)計(jì)</p><p>

19、;　　油罐區(qū)防雷設(shè)計(jì)：一般采用呼吸閥作為接閃器（高度4-5m），當(dāng)利用呼吸閥作為接閃器時(shí)，應(yīng)保證呼吸閥與罐體接觸良好，防止直擊雷對(duì)呼吸閥放電不能將雷電流引入大地。埋地金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不宜＞30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。鋼油罐頂板厚度＜4mm時(shí)，應(yīng)裝防直擊雷設(shè)施，當(dāng)頂板厚度≥4mm，可不裝防直擊雷設(shè)施，但對(duì)于位于多雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)多于40天）的油罐和鋁頂油罐，應(yīng)安裝獨(dú)立避雷針做防直擊雷設(shè)施

20、（安裝避雷針或避雷線）。獨(dú)立避雷針與被保護(hù)油罐的水平距離不應(yīng)小于3m，按滾球方法計(jì)算，使油罐呼吸閥處于其保護(hù)范圍內(nèi)，并且保護(hù)范圍應(yīng)高于呼吸閥2m以上。</p><p>　　輸油管道的始、末端和拐彎、分支處應(yīng)分別接地，每間隔12米做一次接地，接地電阻≤4Ω；油罐區(qū)的接地應(yīng)采用共用接地裝置，并在各處做等電位連接，既油罐的罐體及罐的金屬構(gòu)件以及呼吸閥、量油孔等金屬附件，電力電纜外皮和瓷瓶鐵腳，裝于鋼油罐上的信息系統(tǒng)的配

21、線電纜外皮，加油機(jī)地腳螺釘?shù)染鶓?yīng)與接地系統(tǒng)做可靠的電氣連接，其接地電阻應(yīng)≤4Ω。由于油罐進(jìn)行裝卸油業(yè)時(shí)，罐內(nèi)油品會(huì)產(chǎn)生靜電，靜電會(huì)積聚到浮盤(pán)上，此時(shí)浮盤(pán)應(yīng)與罐體作電器連接，否則，容易產(chǎn)生靜電火花發(fā)生火災(zāi)事故；油罐汽車(chē)在裝卸過(guò)程中應(yīng)才用專(zhuān)用的接地導(dǎo)線(可采用銅編織線或裸絞線)、夾子和接地端子將油罐和裝卸設(shè)備相連，并將防靜電接地裝置接地裝置與加油罐接地相連接。加油機(jī)主體應(yīng)與地溝內(nèi)接地裝置進(jìn)行可靠連接，應(yīng)保證加油槍皮管內(nèi)部銅線一端與加油機(jī)主體

22、連接，一端與加油機(jī)相連接，防止在加油過(guò)程中由于汽油（或柴油）與加油槍摩擦產(chǎn)生的靜電無(wú)法通過(guò)加油管進(jìn)行釋放。平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長(zhǎng)金屬物，其凈距離小于100mm時(shí)，應(yīng)采用金屬線跨接，跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于30m；交叉凈距小于100mm時(shí)，應(yīng)在交叉處進(jìn)行跨接。各種金屬管道法蘭的連接螺栓少于5根時(shí)，法蘭必須</p><p>　　4、電源配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　38

23、0/220V供配電系統(tǒng)宜采用TN-S系統(tǒng)，TN-S配電系統(tǒng)：即三相五線制（單相三線制）配電方式。在這種配電方式的整個(gè)系統(tǒng)（包括分支線路）中，具有單獨(dú)的中線（N）和保護(hù)接地線（PE），即在整個(gè)系統(tǒng)中中線與保護(hù)接地線始終是分開(kāi)的。使N線和PE線分開(kāi)的目的，PE線上沒(méi)有交流電流流過(guò)，在整個(gè)防雷工程的等電位連接接地系統(tǒng)中，它處處與等電位連接接地系統(tǒng)保持牢固的連接，所以PE線上處處電位相等。</p><p>　　電纜應(yīng)穿鋼

24、管埋地進(jìn)入加油站，電纜金屬外皮或電纜金屬保護(hù)管兩端均應(yīng)接地，在供配電系統(tǒng)的電源端應(yīng)安裝與設(shè)備耐壓水平相適應(yīng)的過(guò)電壓（電涌）保護(hù)器。供電系統(tǒng)電纜金屬外皮或電纜金屬保護(hù)管兩端均應(yīng)接地，其目的是封鎖電磁效應(yīng)，減少或削弱雷電危害，防止雷擊事故。供電系統(tǒng)電纜應(yīng)單獨(dú)布線，不得與油品、液化石油氣和天然氣管道、熱力管道敷設(shè)在同一溝內(nèi), 防止電纜溝進(jìn)入爆炸性氣體混合物，避免電纜與管道相互影響,引起爆炸火災(zāi)事故,電纜溝應(yīng)充沙填實(shí)。</p>&

25、lt;p><b>　　外來(lái)導(dǎo)體等電位連接</b></p><p>　　外來(lái)導(dǎo)體包括：金屬水管、通訊電纜線及電力電纜鎧裝外皮或電纜金屬管等。所有的水管和電纜應(yīng)埋地進(jìn)入配電室或機(jī)房，水管和電纜鎧裝外皮和保護(hù)金屬管應(yīng)在進(jìn)出建筑物時(shí)應(yīng)與接地裝置相連接，電纜應(yīng)選用鎧裝電纜或穿金屬管埋地。以上所有接地都要與建筑物、構(gòu)筑物、油罐區(qū)形成等電位連接。</p><p>　　電源系統(tǒng)

26、電涌保護(hù)器的布置和選擇： </p><p>　　A.電涌保護(hù)器的布置原理如下圖所示：</p><p>　　在LPZ0和LPZ1區(qū)交界：U2 =U1-I2R2 可以看出：U2這樣就可以通過(guò)多級(jí)鉗位使殘壓逐步降低，以有效地抑制外來(lái)雷電波入侵和雷電電磁脈沖的危害。 </p><p>　　a）通過(guò)電涌保護(hù)器的雷電流逐級(jí)減少，還為安裝電涌保護(hù)器提供了方便，我們?cè)诎惭b電涌保護(hù)器

27、時(shí)總會(huì)使用導(dǎo)線進(jìn)行連接，而導(dǎo)線電感在雷電波的頻率下不能忽略，于是有： </p><p>　　Uc=UL1+Us+UL2 Uc=Is(ZL1+ZL2)+Us </p><p>　　這樣的殘壓將會(huì)附加上一個(gè)額外的Is(ZL1+ZL2)，如果只有一級(jí)電涌保護(hù)器，雷電流的大部將從這一級(jí)電涌保護(hù)器泄放入地則Is非常大，這樣要保證U額外Is(ZL1+ZL2),否則則ZL1+ZL2要非常地小,也即導(dǎo)線要

28、非常短,在安裝時(shí)往往很難做至,安裝條件就會(huì)非?？量獭６嗉?jí)布置使這個(gè)部題得至解決。</p><p>　　b）SPD4必須盡量靠近設(shè)備，這是因?yàn)镚B 50057-2010和IEC 61312表明電涌保護(hù)器距被保護(hù)設(shè)備的距離過(guò)大會(huì)由于雷電波的反射效應(yīng)而在被保護(hù)設(shè)備上引起高頻振蕩，使得設(shè)備上的電壓超過(guò)電涌保護(hù)器上的殘壓而損壞設(shè)備，這個(gè)距離應(yīng)小于10米。當(dāng)線路上安裝多級(jí)SPD時(shí)，應(yīng)符合電壓開(kāi)關(guān)型SPD與限壓型SPD之間的線

29、長(zhǎng)度不宜小于10m，小于10m時(shí)應(yīng)安裝退偶元件。限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜小于5m，小于5m時(shí)應(yīng)加裝退偶元件。其主要目的是須要解決當(dāng)雷電高電壓脈沖沿電源線路侵入時(shí)，應(yīng)確保各級(jí)SPD都能分級(jí)啟動(dòng)導(dǎo)通泄流，避免多級(jí)SPD當(dāng)中出現(xiàn)某一級(jí)SPD不啟動(dòng)導(dǎo)通泄流的盲點(diǎn)。根據(jù)ITU、K20和IEC61312-3等規(guī)范的規(guī)定，兩級(jí)SPD之間，必須有一定的線路長(zhǎng)度（即一定的感抗或加裝退耦裝置）來(lái)達(dá)到避免盲點(diǎn)的要求，規(guī)范同時(shí)規(guī)定，末級(jí)電源SPD的保護(hù)電

30、壓水平必須低于被保護(hù)設(shè)備對(duì)浪涌電壓的耐受能力。 </p><p>　　B．電涌保護(hù)器的選擇 </p><p>　　a）動(dòng)作電壓的選擇 </p><p>　　變壓器低壓側(cè)的電涌保護(hù)器其三相電壓為動(dòng)作電壓；U0 = 400V </p><p>　　b）電涌保護(hù)器的通信容量選擇 </p><p>　　首級(jí)電涌保護(hù)器標(biāo)稱(chēng)放電電

31、流的選擇 </p><p>　　GB 50057-94（2000版）和IEC 61312指出：二類(lèi)保護(hù)要求,應(yīng)按總雷電流150KA(10×350μS波)來(lái)考慮電涌保護(hù)器選擇，按照其建議的雷電流分配方式其中50%即75KA是通過(guò)接地系統(tǒng)（水管、鎧裝電纜外皮或?qū)Ь€的我屬保護(hù)管等）直接入地；另外50%通過(guò)安裝在相線和中線上的電涌保護(hù)器入地。 </p><p>　　依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)考慮到50

32、%雷電流分配到電源系統(tǒng)的最?lèi)毫迎h(huán)境，按照GB 50057-94（2000版）標(biāo)準(zhǔn)表6.1提供的雷電流參數(shù)電涌保護(hù)器每相上的雷電流約為： </p><p>　　當(dāng)線路無(wú)屏蔽時(shí)，Iimp =[150 KA×50%]÷4 =18.75KA </p><p>　　當(dāng)線路有屏蔽時(shí)，Iimp =[150 KA×50%×30%]÷4 =5.625KA &

33、lt;/p><p>　　對(duì)于本系統(tǒng)電源線路的特點(diǎn)，按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：第四節(jié)：第6.4.7條要求每線標(biāo)稱(chēng)放電電流不宜小于15KA的要求。首級(jí)電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱(chēng)放電電流應(yīng)大于15KA（10/350μS）。 </p><p>　　次級(jí)電涌保護(hù)器標(biāo)稱(chēng)放電電流的選擇 </p><p>　　依據(jù)國(guó)標(biāo)GB 50057-94第6.4.8條：在前級(jí)按第6.4.7條要求安裝

34、的10/350μs SPD 所得到的電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓以及反射波效應(yīng)不足以保護(hù)距其較遠(yuǎn)處的被保護(hù)設(shè)備的情況下，尚應(yīng)在被保護(hù)設(shè)備處裝設(shè) SPD。且該 SPD 的電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%。根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的特性（如高電阻型、電容型）或開(kāi)路時(shí)，反射波效應(yīng)最大可將侵入的電涌電壓加倍。 </p><p>　　依據(jù)國(guó)標(biāo)GB 50057-94第6.4.9條：當(dāng)按第6.

35、4.7條和第6.4.8條要求安裝的 SPD 之間設(shè)有配電盤(pán)時(shí)，若第一級(jí) SPD 的電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓保護(hù)不了該配電盤(pán)內(nèi)的設(shè)備，應(yīng)在該盤(pán)內(nèi)安裝第二級(jí)SPD。后級(jí)線路的SPD稱(chēng)放電電流 In的選擇應(yīng)考慮到前級(jí)SPD啟動(dòng)后線路殘壓和其兩端引線的感應(yīng)電壓以及反射波效應(yīng)。 </p><p>　　對(duì)于本系統(tǒng)采用的非屏蔽電纜線路，次級(jí)電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱(chēng)放電電流應(yīng)大于20KA（8/20μS）。精密設(shè)備保護(hù)需選

36、用防雷插座，其體積小，可以與設(shè)備靠得很近。 </p><p>　　3）加油站電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 </p><p>　　根據(jù)IEC 61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》、GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50074-2002《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》及GB 50058-92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)范》中防雷及過(guò)電壓規(guī)范有關(guān)防雷分區(qū)的劃分和各級(jí)電源系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓保護(hù)要求，針對(duì)汽車(chē)加

37、油站配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，可將其分為三個(gè)防雷區(qū)分別加以考慮。由于如前所述單級(jí)防護(hù)的SPD隨過(guò)大的雷擊電流出現(xiàn)損壞概率高及產(chǎn)生高殘壓，不能實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)的目的。通過(guò)安裝多級(jí)SPD，并合理地達(dá)到級(jí)間的能量配合，使之實(shí)現(xiàn)逐級(jí)泄能，這樣，不僅能達(dá)到有效的保護(hù)，同時(shí)還能保證SPD有較長(zhǎng)的使用壽命，并且使設(shè)備電源輸入端口上受到的殘壓低于它的耐雷電沖擊過(guò)電壓，確保信息設(shè)備的防雷安全。因此選用電源系統(tǒng)多級(jí)保護(hù)，可防范從直擊雷到操作浪涌的各級(jí)過(guò)電壓的侵襲。 &l

38、t;/p><p>　　A．電源一級(jí)防雷[LPZOA-LPZ1區(qū)]： </p><p>　　依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：防雷電電磁脈沖；第三節(jié) 屏蔽、接地和等電位連接的要求：第6.3.4條及第四節(jié) 對(duì)電涌保護(hù)器和其他的要求：第6.4.7條規(guī)定，在LPZOA或LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界處，從室外引來(lái)的線路上安裝SPD當(dāng)線路有屏蔽時(shí)，每個(gè)SPD的雷電流按雷電流的幅值的30%考慮，汽車(chē)加油站為

39、二類(lèi)防雷建筑物，首次雷電流幅值為150KA，電源線路為非屏蔽埋地的TN配電模式，因此首次直擊雷在低壓配電線路上每線的分配電流為：在建筑物已安裝合格的防直擊雷措施后，有50%的雷電流通過(guò)引下線流入接地裝置，因此每線分配電流為：In =[150 KA×50%]÷4 =18.75KA，按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：第四節(jié)：第6.4.7條要求每線標(biāo)稱(chēng)放電電流不宜小于15KA。同時(shí)，依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：第四節(jié)

40、第6.4.4條及IE C61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》第三部分：浪涌保護(hù)器的要求，浪涌保護(hù)器可以將數(shù)萬(wàn)伏的感應(yīng)雷擊過(guò)電壓限制到4KV以下。 </p><p>　　綜上所述,應(yīng)在380V低壓總配電箱安裝標(biāo)稱(chēng)通流容量25KA的10/350μs波形的開(kāi)關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器,用于整個(gè)加油站所有用電設(shè)備的第一級(jí)電源防護(hù)。筆者推薦使用采用多層石墨間隙技術(shù)和特殊的涂料工藝的10/350μs波形的開(kāi)關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器

41、，此類(lèi)SPD較火花間隙型SPD的優(yōu)點(diǎn)在于: 1)它的雷電能量瀉放能力較強(qiáng)；2)它的脈沖響應(yīng)時(shí)間較火花間隙型SPD短；3)它的脈沖點(diǎn)火電壓較火花間隙型SPD低，保護(hù)水平小于2000V，而火花間隙型SPD的保護(hù)水平等級(jí)通常為4000V；4）多層石墨間隙型SPD無(wú)工頻續(xù)流，避免了火花間隙型SPD的續(xù)流和滅弧問(wèn)題，工作狀態(tài)更穩(wěn)定。 </p><p>　　B．電源二級(jí)防雷[LPZ1-LPZ2區(qū)]： </p>

42、<p>　　根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節(jié)，第6.4.1至6.4.12條LPZ1區(qū)對(duì)電涌保護(hù)器（SPD）的要求及GB 50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第四章的有關(guān)規(guī)定，依據(jù)雷電分流理論，需使用8/20μs波形，通流容量20KA。《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章對(duì)于配電盤(pán)、斷路器、固定安裝的電機(jī)等第Ⅲ類(lèi)耐沖擊過(guò)壓，其耐壓為4KV。為防止浪涌保護(hù)器遭受雷擊后損壞后，電源對(duì)地短路，需要在浪涌保護(hù)器前安裝空氣

43、開(kāi)關(guān)作為短路保護(hù)裝置。 </p><p>　　可在潛油泵控制線、潛油泵加油機(jī)、稅控加油機(jī)或一般加油機(jī)電源配電箱和營(yíng)業(yè)大廳電源配電箱內(nèi)分別安裝具有防火功能的8/20μs波形通流容量20KA的電源防雷箱，電源線選用耐油性能良好的帶塑料護(hù)套的RVV型4×2.5mm2絕緣線引入。 </p><p>　　C．電源三級(jí)防雷[LPZ2-LPZ3區(qū)]： </p><p>

44、　　根據(jù)IEC 61312-3雷電電磁脈沖的防護(hù) 第三部分：浪涌保護(hù)器的要求，在LPZ2-LPZ3區(qū)內(nèi)，浪涌保護(hù)器可將浪涌電壓限制到一千多伏，防雷器通流容量為（8/20μs）：≥10KA?？稍跔I(yíng)業(yè)大廳計(jì)算機(jī)管理設(shè)備、UPS電源、票據(jù)打印設(shè)備、加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備及其它精密設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)處使用插座式電源防雷器。</p><p>　　5、電子信息設(shè)備防雷設(shè)計(jì)</p><p>　　加油站的電子設(shè)備

45、主要為：監(jiān)控設(shè)備、通信設(shè)備、液位儀檢測(cè)設(shè)備等。在雷擊發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生巨大瞬變電磁場(chǎng)，在1KM范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊金屬連線等都會(huì)感應(yīng)到雷擊，將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行甚至徹底破壞系統(tǒng)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)及通訊方面的防雷工作是較易被忽視的，往往是當(dāng)系統(tǒng)受到破壞，才想到應(yīng)該做預(yù)先的防范。加油站信息系統(tǒng)防雷應(yīng)從等電位連接與共用接地系統(tǒng)、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護(hù)器進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。</p><p&g

46、t;　　1)、電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管（槽）、屏蔽線纜外層、信息設(shè)備防靜電接地和安全保護(hù)接地及浪涌保護(hù)器接地端等均應(yīng)以最短的距離與等電位連接網(wǎng)絡(luò)的接地端子連接。防止過(guò)長(zhǎng)的連接導(dǎo)線將構(gòu)成較大的環(huán)路面積會(huì)增大對(duì)防雷空間內(nèi)LEMP的耦合機(jī)率，從而增大LEMP的干擾度，造成泄放雷電流不暢，從而降低了可靠性。</p><p>　　2）、電子信息系統(tǒng)設(shè)備主機(jī)房宜選擇在建筑物中心部位，其設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離外墻結(jié)構(gòu)柱，設(shè)置

47、在雷電防護(hù)區(qū)的高級(jí)別區(qū)域內(nèi)，當(dāng)電子信息系統(tǒng)設(shè)備為非金屬外殼，且機(jī)房屏蔽未達(dá)到設(shè)備電磁環(huán)境要求時(shí)，建議安裝金屬屏蔽網(wǎng)或金屬屏蔽室。金屬屏蔽網(wǎng)、金屬屏蔽室應(yīng)與等電位接地端子板連接。</p><p>　　3）、信號(hào)線路線纜應(yīng)采用帶有金屬屏蔽層的線纜或套入金屬管的辦法進(jìn)行敷設(shè)。在室外應(yīng)埋地敷設(shè)進(jìn)入建筑物；在樓內(nèi)一般采用金屬屏蔽槽垂直敷設(shè)和水平敷設(shè)方式進(jìn)入機(jī)房。</p><p>　　4）、本方案中網(wǎng)

48、絡(luò)、信號(hào)設(shè)備防護(hù)方面，依據(jù)GB 50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》、YD/T5098 《通信局（站）雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 2887-89《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地安全要求》中信號(hào)系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓防護(hù)要求，在液位儀檢測(cè)儀引出的液位儀控制線上安裝額定負(fù)載電流1～1.5A的大功率特殊信號(hào)電涌保護(hù)器，用于液位儀檢測(cè)儀信號(hào)線路的保護(hù)。在加油機(jī)總控制線上安裝精密的控制信號(hào)電涌保護(hù)器，用于加油機(jī)總控制線路的保護(hù)。通訊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)線端分別安

49、裝電涌保護(hù)器，用于各設(shè)備雷電保護(hù)。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　汽車(chē)加油站作為雷電高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，應(yīng)從外部防雷、內(nèi)部防雷進(jìn)行考慮，注重等電位連接與共用接地系統(tǒng)、屏蔽及布線、防雷與接地、安裝電涌保護(hù)器綜合防護(hù)、在實(shí)際的防雷工程設(shè)計(jì)中，還需根據(jù)各類(lèi)設(shè)備的特點(diǎn)和防護(hù)對(duì)象的實(shí)際情況靈活應(yīng)用、綜合考慮，才能獲得良好的效果。 </p>

50、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50156—2002</p><p>　　[2] 《石油與石油設(shè)施雷電防護(hù)規(guī)范》GB15599—1995</p><p>　　[3]、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057—1994</p><p>　　[