关于加油加气站的雷电与电涌防护措施分析

【摘要】：由于加油加气站自己本身的原因，很容易遭到雷电灾害，因此作为雷电危害的重点防治地区，加气加油站一定要充分考虑到这一点，选取更加合理的地址来规划建筑物的位置，同时做好预防措施。本文主要讲述了一些关于雷电的知识、雷电对加油站带来的危害以及加油站应该采取的设计方案、施工措施和防雷措施。

【关键词】：雷电；加油站；防雷；措施

    雷电是指伴随有闪电与雷鸣的短时放电现象，常伴随有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有短时冰雹和龙卷风，据统计，在给定的任意时刻，在地球上每秒大约有100次雷击，有1800场雷雨正在发生，甚至于在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均每年都会被击中一次。雷电主要可以分为直击雷、云闪、电磁脉冲、球形雷四种。近年来电子科技产品快速发展，但是一些小型的电子科技产品耐压等级普遍较低，因此雷电造成的损失日益加重。加气加油站作为易燃、易爆场所，每年几乎都会发生雷电对加油加气站造成严重威胁的事件，因此本文主要分析一些加气加油站的防雷电措施。

1、感应雷与直击雷的区别。

为了更好研究雷电防护措施，我们先区分感应雷与直击雷的区别。在前言中说道雷电分为四种雷，如果以对人体等的伤害作为区分，可分为直击雷与感应雷。

直击雷大约占闪电的1/5-1/6左右，主要是由于由于冰晶的凇附、水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷，这些带电云层直接对建筑物、大地或防雷装置发生的猛烈放电现象，这些雷电称为直击雷，人体可以承受的电压一般认为是36V左右，而直击雷最高电压通常可以达到几万伏甚至可以达到几百万伏特，电流最高值可达几十千安甚至到几百千安，它所蕴藏的能量在很短的时间内释放，破坏力非常强大，严重威胁人的安危。通常采用的防避直击雷的方式是在建筑物上安装避雷针、避雷带等，或者直接用金属物质最为接闪器把雷电接受下来，然后传递到大地。

感应雷亦可称之为雷电感应或感应过电压，其中可以按照对人或物的伤害原理分为静电感应雷与电磁感应雷。静电感应雷是指在带电云层来临后，云层作用与一定范围内的地面上的一些物品，尤其是金属导体之类的设备会因为静电感应而带上与云层相反的电荷，在云层放电以后，云层中的电荷就变成了一些自由电荷，这些自由电荷与物品上的电荷就形成了感应电压，电压峰值最高可以到达几十万伏，这些感应电压会对所有的导线、金属设备等放电引起电火花，从而造成伤害。电磁感应雷形成的情况具体是这样的，雷电的电流不是一个固定的值，这些变化的电流就会形成一个很强的感应电磁场，通常这些电磁场也是变化的，这些电磁场会对所有作用范围内的电子设备产生干扰甚至破坏作用，若是作用于高压线，高电位就会随着电源线流向建筑物内，强大的电压引起的超负荷电流会对建筑物内的所有用电设施造成危害。对于这类雷电我们通常的采取的设施是在发生雷电之时，禁用所有电子设备，以及关掉电器并拔掉电源。 

2、雷电对加油加气站造成的危害。

图1是我国加油加气站类雷击事故统计（2001年-2003年），从图中可以看出雷电队加油加气站的危害。

图1 我国加油加气站类雷击事故统计表

    统    全国雷   全国加油加气   全国加油加气   加油机雷电   加油机雷击损坏

    计    击事故   加油站雷击事   站事故率%       坏事故      占加油站雷电事

    年    （次）    故（次）       年/站           （次）       故的事故率%  

   2001    1741       22           0.00026           19            86.3

   2002    3386       54           0.00064           45            83.3

   2003    3911       79           0.00093           65            82.3

    雷电对加油站的危害很是强大，下面对这些危害分为几个方面分别列出。

    由于直击雷往往是直接作用于物品上，所以直击雷对加气加油站的主要危害是电效应、热效应和机械力效应，直击雷打到加油加气站的一些设备之上，会造成电火花或是直接损坏物品，摧毁一些服务设施。 

对与感应雷，一是雷电引起一些架空线路、电缆线路产生强大电流，这些电流随着管线流入到加油机对人身及设备造成损害；二是加气加油站的一些金属设备在雷电作用下带点以后相互之间产生影响，进而产生电火花，严重威胁加气加油站的安全。

还有一种危害就是雷电流入大地以后，在地下线及接地线上的道题上产生高电压，危害附近地区的其他物品，

3、加油站应采取的防雷措施。

   在建筑加油站防雷设施时，时刻留意施工情况，一定要选择符合建筑此类设施的钢筋，在钢筋焊接时严格要求焊接一定要做到饱满、无夹渣，并做好防腐处理。在防雷设施的建筑过程中一定要保障驳接长度超过直径的6倍，并且三棱边的焊接面积要高于10cm2。对加油加气站的防雷措施主要有外部防雷措施与内部防雷措施。

    3.1、外部防雷措施。

由于加气加油站的自身原因导致身背很多，很多设备都需要进行都需要进行接地设施来防雷、防静电等，而且这些接地设施为达到接地电阻小于4Ω，最好采用公共的接地装置，当然还要根据具体情况而定，若是安装的避雷针是独立式的，这些所有接地装置就需要分开来进行安装，而且每个引下线的电阻要达到小于10Ω的要求，在这个过程中就需要人员对当地的环境土壤的电阻进行考察，根据具体的电阻数来确定接地体的长度，或者进行大规模的换土工程。

在加油站的所有装置中金属油罐是最容易受到累积的设备，所以每个金属油罐对要进行接地措施，最好是专门的环形防雷接地措施，保证有两个以上的主要接地点，而且在整个环形措施中弧形距离要小于30m。若是在油罐顶部安装了避雷针，接闪器是利用罐体的情况下，就严格要求所有接地点的冲击接地电阻小于10Ω。接地装置设备中垂直接地体需要采用的材料为热镀锌角钢，规格是50×50×5 mm，水平接地体选用的材料为热镀锌扁钢，规格为40×4 mm，水平接地体与垂直接地体在地下的距离至少要距地面1m以上。

为防直击雷的危害建筑物的出入口的接地体距离和人行道要超过3m，加油加气站采用平顶的金属罩棚，形状不能太高也不能太大，避雷网采取的措施应该大于10×10m或者是大于12×8m。

加气加油站若是需要采用避雷针来进行防雷措施就可以用金属杆塔本身作为引下线。在建筑过程中一定要做好电气连接，增加导体的面积来更好的分散雷电流，使得每根引下线的电流分布均匀，尽量减少感应雷带来的损害。在安装引下线时若是需要外墙敷设来达到短路接地是，引下线的材料可以是镀锌圆钢与镀锌扁钢，规格分别是直径大于10毫米，截面积大于80平方毫米。

3.2、加油加气站主要内部防雷措施。

目前我国科学技术得到快速发展，计算机被用到每一个角落，在加油加气站内所有系统装置达到了自动化，在站内有很多的电子产品和计算机设备，在雷电产生时，感应雷会对岁有这些物品产生雷电电磁脉冲，进而破坏这些设备，所以在加气加油站一定要做好防雷电电磁脉冲措施。最要采取的措施是进行信号屏蔽与等电位连接，而且好要安装浪涌保护器。

在对站内进行信号屏蔽时，所用的电联需要穿钢管埋地或者也可以直接埋地，长度要小于15m，同时在电缆的两哦防静电措施。地面上的输气输油管道需要进行联合接地装置，而且要保证总的电阻在10Ω以内。

感应雷产生的电涌波形，也会对加油加气站的供电线路寄一些底子信息传输线造成影响，为了更好地保护电子设备，一般是在信息系统的信号线首末端和普通电线的起始端设置SPD（浪涌保护器），至于SPD的设置等级可根据设备具体情况而定。SPD的导线要保持平直不弯曲，长度要小于0.5m。

在雷电对油加气站带来的危害中提到，防雷设施会因为感应雷对周边的物品产生影响，因此在建筑时一定要注意与周边物品的距离。根据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》中安全距离的计算公式   

Sa=IRi/ER+(Lo·hx·di/dt)/EL

 式中Sa是指防雷设施与周边物品的安全距离；I指的是雷电电流；Ri指的是接地装置的电阻（单位欧姆，Ω）；ER指的是为500KµH/m；Lo是指单位长度引下线的电感，取1.5μH/m，hx是指周边物品的高度（单位米，m）；di/dt指雷电流陡度（kA/μs)；EL指的是空气击穿强度，在这里取值为600（1+1/T1)（kV/m)，其中T1是指波头时间（单位为μs），可根据当地的具体空气击穿强度与雷电流陡度来计算安全距离。

【结束语】：

    随着我国机动车辆持续增加，加气加油站的数量也会随之逐渐增加，同时也增加了雷电事故在这方面造成的灾害，给人们的生活与财产都带来严重影响，依照依据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》来计算加气加油站是几类防雷建筑物，一般油罐采取直埋地下式以方便导电，通气口由于安装有防爆功能的阻火器，不需要再加气加油站上安装避雷针，相信按照文章所提的一些防雷措施可以降低加气加油站的雷电事故。

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