加油站防雷工程、變電站接地設(shè)計方案
在避雷檢測和雷災(zāi)事故中發(fā)現(xiàn),有些加油站由于防雷設(shè)計不完善,沒有考慮加油站的綜合防雷能力，致使加油站遭受雷擊的事故時有發(fā)生。
加油站的建筑物包括加油棚、宿舍樓及其它附屬建筑物。這些建筑物在設(shè)計和施工時，利用其框架結(jié)構(gòu)的樁作為垂直接地體，利用地梁與汞臺作為水平接地體，利用樁內(nèi)兩條對角主筋作為引下線，利用天面板筋作為網(wǎng)絡(luò)（10m×10m或8m×12m）。沿天面四邊設(shè)避雷帶，四周設(shè)避雷短
金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不應(yīng)＞30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。油罐頂板厚度＜4mm時，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。但在多雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)多于40天），也可裝防直擊雷設(shè)施。獨(dú)立避雷針與被保護(hù)油罐的水平距離不應(yīng)＜3m，保護(hù)范圍應(yīng)高于呼吸閥2m以上。
加油站大部分雷擊事故是雷電波通過電源線、電話線傳導(dǎo)而發(fā)生的。做好電源線、電話線保護(hù)是加油站防雷的重要組成部分。
防止雷電波從電源線侵入的辦法是將電源線穿金屬管埋地引入，穿管長度不宜小于2ρ（ρ為當(dāng)?shù)赝寥离娮杪剩瑔挝粸棣?m）。在配電房設(shè)備總電源處安裝三相電源避雷器。在設(shè)備的電源輸入端安裝專用的電源避雷器。避雷器應(yīng)選用防爆型產(chǎn)品。
電源一級防雷,在加油站380V低壓總配電箱內(nèi)，總斷路器（熔斷器）后，漏電保護(hù)器前安裝通流量在50KA,三相開關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器,用于整個加油站所有用電設(shè)備的第一級電源防護(hù);電源二級防雷,在辦公機(jī)房電源配電箱內(nèi)或辦公機(jī)房電源配電箱外的附加配電箱內(nèi)安裝通流量在40KA三相電源電涌保護(hù)器，用于辦公機(jī)房內(nèi)所有IT設(shè)備用電的第二級電源防護(hù).在加油機(jī)電源配電箱內(nèi)或加油機(jī)電源配電箱的附加配電箱內(nèi)安裝通流量在40KA, 三相電源電涌保護(hù)器，用于加油機(jī)用電的第二級電源防護(hù);電源三級防雷, 在辦公室計算機(jī)管理設(shè)備、便利店收費(fèi)區(qū)稅控主機(jī)、加油機(jī)數(shù)ki傳輸設(shè)備、票Ju打印設(shè)備等其它精密設(shè)備的電源插座處使用插座式電源電涌保護(hù)器。
加油站信號系統(tǒng)防護(hù), 在每組加油機(jī)內(nèi)數(shù)ju采集器加油機(jī)控制總線處安裝通訊信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，將通訊信號電涌保護(hù)器安裝于防爆箱中，用于每組加油機(jī)內(nèi)數(shù)ju采集器和中控主板信號線路的防雷保護(hù)。加油站大多建在開闊地帶的公路兩旁，電話線很多是架空引入的，雷電波很容易通過電話線輸入而擊毀電話機(jī)。因此有必要做好電話線的防雷。最好的辦法是在電話線進(jìn)入室內(nèi)前，穿金屬管埋地（埋地長度不宜小于2ρ），金屬管首尾接到地極上引入。并安裝專用的電話避雷器。
最后要進(jìn)行接地系統(tǒng)，一個良好的接地系統(tǒng)決確整個防雷工程系統(tǒng)的效果，因此建筑物防雷接地電阻應(yīng)<10Ω；獨(dú)立避雷針和油罐的兩組接地裝置的地中距離Se≥0.4Ri（Ri為沖擊接地電阻），但不得小于3m。接地電阻不大于10Ω；工作接地、安全保護(hù)接地、避雷器接地、建筑物的防雷接地宜共用一組接地裝置，接地電阻不大于4Ω。
但對于位于多雷區(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。獨(dú)立避雷針與被保護(hù)油罐的水平距離不應(yīng)小于3m，保護(hù)范圍應(yīng)高于呼吸閥 2m 以上。
依據(jù) GB 50057-94 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第三章、建筑物防雷設(shè)施和 GB 50074-2002 《石油庫設(shè)計規(guī)范》第 14.2 章、防雷的要求：油罐區(qū)的防雷類別應(yīng)設(shè)定為一類，用滾球法計算常規(guī)油罐區(qū)的保護(hù)范圍，當(dāng)滾球半徑 R=30m 時，兩支對角線分布的等高避雷針的高度一般為 9.5m ，其導(dǎo)流面積應(yīng)大于100mm2 ，根據(jù)安裝需要可進(jìn)行焊接或螺栓緊固在避雷針鐵塔頂部。
5.1.3、引下線的設(shè)計
站區(qū)的避雷針和避雷帶可用建筑物內(nèi)的鋼筋作引下線，將屋面避雷帶按標(biāo)準(zhǔn)要求分別接在四個角上，將避雷帶與建筑混凝土內(nèi)的鋼筋相連。油罐區(qū)的避雷針可用鐵塔作引下線，因鐵塔已良好接地，所以只需在安裝避雷針時保證避雷針與鐵塔有良好的電氣連接，并做防腐處理即可。
5.1.4、地網(wǎng)的設(shè)計
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）、信號線路直流工作接地（其接地電阻要求≤4Ω）四個部分。
（1）建筑物防雷接地電阻應(yīng)<10Ω。
（2）獨(dú)立避雷針和油罐的兩組接地裝置的地中距離Se≥0.4Ri（Ri為沖擊接地電阻），但不得小于3m。接地電阻不大于10Ω。
（3）工作接地、安全保護(hù)接地、避雷器接地、建筑物的防雷接地宜共用一組接地裝置，接地電阻不大于4Ω。
依據(jù) GB 50057-94 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第三章、建筑物防雷設(shè)施和 GB 50074-2002 《石油庫設(shè)計規(guī)范》第 14.2 章、防雷的要求：加油站的接地應(yīng)采用統(tǒng)一接地的接地形式，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，其統(tǒng)一接地電阻要求 ≤4Ω 。
考慮到地網(wǎng)使用的長期性和耐腐蝕性，建議使用非金屬接地模塊來制作地網(wǎng)。地網(wǎng)布置依據(jù)地形進(jìn)行設(shè)計。水平接地體使用 40×4mm 鍍鋅扁鋼，埋深 0.6 米；垂直接地體使用 L50×50×5×2000mm 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)測試極到地面上，以便以后檢測地網(wǎng)情況。鐵塔的應(yīng)通過四個腳與地網(wǎng)相連，機(jī)房和變電房的基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋應(yīng)在四角處與地網(wǎng)相連。
5.2、電源配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計
5.2.1、外來導(dǎo)體的布置
外來導(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。所有的管 和電纜應(yīng)埋地進(jìn)入機(jī)房，水管和電纜鎧裝外皮和保護(hù)金屬管應(yīng)在進(jìn)入機(jī)房時接地，電纜應(yīng)選用鎧裝電纜或穿金屬管埋地進(jìn)入機(jī)房電纜相線和中線應(yīng)通過電涌保護(hù)器接地。
5.2.2、電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)器的布置和選擇
5.2.2.1、浪涌保護(hù)器的布置原理
在 LPZ0 和 LPZ1 區(qū)交界： U2 =U1-I2R2 可以看出： U2 這樣就可以通過多級鉗位使殘壓逐步降低，以有效地抑制外來雷電波入侵和雷電電磁脈沖的危害。
1）、通過浪涌保護(hù)器的雷電流逐級減少，還為安裝浪涌保護(hù)器提供了方便，我們在安裝浪涌保護(hù)器時總會使用導(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：Uc=UL1+Us+UL2 Uc=Is(ZL1+ZL2)+Us 這樣的殘壓將會附加上一個額外的 Is(ZL1+ZL2) ，如果只有一級浪涌保護(hù)器，雷電流的大部將從這一級浪涌保護(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)線要非常短,在安裝時往往很難做至 , 安裝條件就會非?？量?。多級布置使這個部題得至解決。
2）、SPD4 必須盡量靠近設(shè)備，這是因為 GB 50057-94（2000版）和 IEC 61312 表明浪涌保護(hù)器距被保護(hù)設(shè)備的距離過大會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)備上的電壓超過浪涌保護(hù)器上的殘壓而損壞設(shè)備。這個距離應(yīng)小于 10 米。
5.2.2.2、浪涌保護(hù)器的選擇
1）、動作電壓的選擇 變壓器低壓側(cè)的電涌保護(hù)器其三相電壓為動作電壓； U0 = 400V
2）、電涌保護(hù)器的通信容量選擇 首級電涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流的選擇： GB 50057-94（2000版）和 IEC 61312 指出：二類保護(hù)要求，應(yīng)按總雷電流 150KA(10×350?s波)來考慮電涌保護(hù)器選擇，按照其建議的雷電流分配方式其中50% ，即 75KA 是通過接地系統(tǒng)（水管、鎧裝電纜外皮或?qū)Ь€的金屬保護(hù)管等）直接入地；另外50% 通過安裝在相線和中線上的電涌保護(hù)器入地。 依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)考慮到 50% 雷電流分配到電源系統(tǒng)的最惡劣環(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： 當(dāng)線路無屏蔽時， Iimp =[150 KA×50%]÷4 =18.75KA 當(dāng)線路有屏蔽時， Iimp =[150 KA×50%×30%]÷4 =5.625KA 對于本系統(tǒng)電源線路的特點(diǎn)，按《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第六章：第四節(jié)：第6.4.7 條要求每線標(biāo)稱放電電流不宜小于15KA的要求。首級電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于 15KA（10/350?s）。
次級電涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流的選擇：依據(jù)國標(biāo) GB 50057-94 第6.4.8條：在前級按第6.4.7條要求安裝的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）或開路時，反射波效應(yīng)最大可將侵入的電涌電壓加倍。依據(jù)國標(biāo) GB 50057-94第6.4.9條：當(dāng)按第6.4.7條和第6.4.8條要求安裝的SPD 之間設(shè)有配電盤時，若第一級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)不了該配電盤內(nèi)的設(shè)備，應(yīng)在該盤內(nèi)安裝第二級SPD。后級線路的SPD稱放電電流In的選擇應(yīng)考慮到前級SPD啟動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)。對于本系統(tǒng)采用的非屏蔽電纜線路，次級電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于 20KA （8/20μS）。精密設(shè)備保護(hù)需選用防雷插座，其體積小，可以與設(shè)備靠得很近。
5.2.3、加油站電源系統(tǒng)防雷防護(hù)
根據(jù)《雷電電磁脈沖的防護(hù)》IEC 61312、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB 50057-94、《石油庫設(shè)計規(guī)范》GB 50074-2002及《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力設(shè)計規(guī)范》GB 50058-92中防雷及過電壓規(guī)范有關(guān)防雷分區(qū)的劃分和各級電源系統(tǒng)雷電及過電壓保護(hù)要求，針對汽車加油站配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，可將其分為三個防雷區(qū)分別加以考慮。由于如前所述單級防雷可能會帶來因雷電流過大而導(dǎo)致的泄流后殘壓過大或者保護(hù)能力不足引起的設(shè)備損壞。因此選用電源系統(tǒng)多級保護(hù)，可防范從直擊雷到操作浪涌的各級過電壓的侵襲。
A、電源一級防雷 在加油站380V低壓總配電箱內(nèi)，總斷路器（熔斷器）后，漏電保護(hù)器前安裝通流量在50KA,三相開關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器,用于整個加油站所有用電設(shè)備的第一級電源防護(hù)。
B、電源二級防雷 在辦公機(jī)房電源配電箱內(nèi)或辦公機(jī)房電源配電箱外的附加配電箱內(nèi)安裝通流量在40KA三相電源電涌保護(hù)器，用于辦公機(jī)房內(nèi)所有IT設(shè)備用電的第二級電源防護(hù)。 在加油機(jī)電源配電箱內(nèi)或加油機(jī)電源配電箱的附加配電箱內(nèi)安裝通流量在40KA三相電源電涌保護(hù)器，用于加油機(jī)用電的第二級電源防護(hù)。
C、電源三級防雷 在辦公室計算機(jī)管理設(shè)備、便利店收費(fèi)區(qū)稅控主機(jī)、加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、票ju打印設(shè)備等其它精密設(shè)備的電源插座處使用插座式電源電涌保護(hù)器。
5.3、加油站信號系統(tǒng)及電話線雷電防護(hù)設(shè)計
5.3.1、加油站信號系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計
在每組加油機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)采集器加油機(jī)控制總線處安裝通訊信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，將通訊信號電涌保護(hù)器安裝于防爆箱中，用于每組加油機(jī)內(nèi)數(shù)ju采集器和中控主板信號線路的防雷保護(hù)。 在便利店收款臺下的稅控主機(jī)的加油機(jī)數(shù)據(jù)傳輸線上安裝通訊信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，用于稅控主機(jī)信號線路的防雷保護(hù)。
5.3.2、電話線防雷
加油站大多建在開闊地帶的公路兩旁，電話線很多是架空引入的，雷電波很容易通過電話線輸入而擊毀電話機(jī)。因此有必要做好電話線的防雷。最好的辦法是在電話線進(jìn)入室內(nèi)前，穿金屬管埋地（埋地長度不宜小于2ρ），金屬管首尾接到地極上引入。并安裝專用的電話避雷器。 在辦公機(jī)房ADSL網(wǎng)絡(luò)通訊線、ISND網(wǎng)絡(luò)通訊線、PSTN撥號網(wǎng)絡(luò)通訊線的MODEN前，即網(wǎng)絡(luò)通訊線路的進(jìn)線端，安裝網(wǎng)絡(luò)信號信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，用于各設(shè)備網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)通信線路的防雷保護(hù)。
在辦公機(jī)房監(jiān)控設(shè)備機(jī)柜由建筑外加油坪進(jìn)入的攝像機(jī)視頻傳輸線路上安裝視頻信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器，用于監(jiān)控設(shè)備信號線路的防雷保護(hù)。
在室外加油坪的攝像機(jī)的電源及視頻傳輸線路上安裝監(jiān)控攝像機(jī)多功能電涌保護(hù)器，用于戶外監(jiān)控攝像機(jī)的防雷保護(hù)。
6、結(jié)束語
汽車加油站所屬環(huán)境為雷電高風(fēng)險地區(qū)，依據(jù)GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)該按二類建筑物雷電防護(hù)要求來考慮，其油罐區(qū)應(yīng)按一類建筑物雷電防護(hù)要求來考慮。該區(qū)域的直擊雷防護(hù)和接地應(yīng)該嚴(yán)格按GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》和GB 50074-2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》的要求進(jìn)行設(shè)計。汽車加油站配電電源系統(tǒng)宜將其分為三個防雷區(qū)分別加以考慮，首級保護(hù)宜采用標(biāo)稱放電電流值 25KA 的 10/350μs 波形的多層石墨間隙開關(guān)型模塊式電源電涌保護(hù)器。液位儀控制線、加油機(jī)總控制線、PSTN 撥號網(wǎng)絡(luò)通訊線等也應(yīng)采用相應(yīng)的電涌保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。
