1、汽车加油加气站的雷电与电涌防护一、 概述：随着我国经济快速发展，人民生活水平的提高，汽车进入平民百姓家中，汽车运输迅猛发展，为之提供能源配套服务的设施汽车加油加气站的建设，如雨后春笋般的急速增加。它对城市交通起着很重要的作用。随着汽车加油加气站的自动化水平的提高，如计算机计量、计价、油罐液位计量、自动火灾报警等应用越来越普遍，使近几年加油加汽站的雷电事故逐年增加，影响机动车加油加气，削弱了加油加气站作为城市能源枢纽的功能，也给不了解加油加气站安全性能的人们,产生不安全感。因此，对汽车加油加气站的雷电与电涌保护就显得非常重要了。二、 加油加气站的环境特点：加油加气站通常具有以下几个特点：1、 地
2、理位置：加油加气站通常应纳入建设总体规划，设置在交通便利的城区开阔地带或郊区、道路干线、主干线、高速公路旁边等地带。2、 实施条件：加油加气站的建筑一般都有高大的罩棚，较低一些的营业室、值班室等，一般占地面积不大，不便于多级防雷的实施。加油加气站的油罐都采用直接埋地式，不低于 4m 的通气管都安装有阻火器（兼有防爆性能） 。3、 电源系统：一般加油站都用 380/220V 外接电源，加气站、加油加气合建站都用 6/10KV 外接电源。并独立设置电能计量装置。电力线路一般都采用电缆直接埋地敷设，进出建筑物及穿越行车道部分都应穿钢管保护。4、 信息系统：加油加汽站的信息系统应采用铠装电缆或导线穿钢
3、管配线，配线电缆金属外皮两端，保护管两端均应作屏蔽接地。5、 爆炸危险区域划分：汽车加油加气站的爆炸危险区域划分详见汽车加油加气站设计与施工规范GB501562002，附录 B。一般只有加油加气机周围，油罐内部及通气口周围，阀井及油罐车卸车场地有时可能存在爆炸危险环境，但一般是运营操作时存在，停止运营操作时消失。 （卸车场地、加油场地、油罐进油时通气管周围等） 。从以上几个特点不难发现，从防雷击事故来看，汽车加油加气站不象有些人说的在“高风险”环境下运行，要采取强有力的防护措施。只要根据国标汽车加油加气站设计与施工规范GB501562002 设防，汽车加油加气站可以安全平稳的运行。三、 汽车加
4、油加气站的雷击事故分析：为了防止加油加气站的雷击事故，找出发生雷击事故的原因，采取安全、可靠、经济适用的措施防雷，就能达到少投入、多产出，事半功倍的效果。1、 全国加油加气站雷击事故统计：统计年 全国雷击事故（次）全国加油加气站雷击事故（次）全国加油占事故率%加油机雷击坏事故(次)加油机雷击坏占加油站事故率%备注2001 1741 22 0.026 19 86.32002 3386 54 0.064 45 83.32003 3911 79 0.093 65 82.3注：A、 全国加油加气站按 85000 座考虑。B、 加油机雷击事故主要是电脑加油机主控电路板击坏，占全国加油加气站事故的 80%
5、以上。C、 在统计加油加气站雷击事故时，没有发现一次由于雷击事故造成加油加气站（按国标要求建造）爆炸火灾事故的案例。从上面全国加油加气站雷击事故统计情况看出，加油加气站的雷击事故，主要是雷击使信息系统设备损坏事故。其中电脑加油机主控板的雷击事故最多，占 80%以上，其次是报警系统，空调、电视机等，分析原因都是侵入雷与雷电反击所为，因此汽车加油加气站必须采取系统的综合防雷措施，特别应加强对侵入雷与雷电反击的防护。四、 汽车加油加气站的雷电与电涌防护：汽车加油加气站的防雷，必须采取系统的防护措施：即接闪、分流、接地、均压、电磁封锁、合理布线，安装电涌保护器（SPD）等综合措施，才能有效的防止雷电事
6、故，确保汽车加油加气站平稳安全的运行。加油加气站的建筑物主要包括：埋地油罐、埋地液化气罐、石油液化气泵房、天燃气压缩机房、站房（营业室、值班室、罩棚） ，地上液化石油气罐、储气瓶房等，爆炸危险区区的范围较小，绝大部分是区。根据国标 GB5005794建筑物防雷设计规范，应定为第二类防雷建筑物，它的系统防雷包括以下措施：1、接闪：根据汽车加油加气站所处的气象、地形、地貌、周围环境等因素进行综合分析，当该加油加气站有可能遭受直接雷击时（汽车加油加气站位于高速公路、城市主干道、干道路旁的开阔地段、河流、沿湖、海边等边沿地段，建造在多雷地区（年雷暴日40 天/年） 。应在其屋面上装设避雷带（网）进行接
7、闪2、分流：加油加气站在其屋面上安装有避雷带（网）接闪后，应利用柱钢筋或敷设扁钢作引下线，为使雷电流分多路引导泄入大地，降低雷电在附近导体或电线、电缆上的感应电势或电流，应尽可能多的布置引下线，均匀布置在加油加气站四周，地下部分与接地网焊接。3、接地：加油加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地、信息系统的接地（逻辑地、参考地） ，SPD 接地等，宜共用接地装置，其接地电阻值不应大于 4。接地应围绕建筑物作环形闭合接地装置，在每根引下线处，布置 23 根垂直接地极，垂直接地极长 2.5 米，埋深 0.7 米以下，作用是降低冲击接地电阻及固定环形闭合装置，接地网应在油罐卸车场地
8、，加油机安装处，配电盘进线处，埋地油罐通气管处等焊接出接地支线，为上述设备作接地用。4、电磁封锁：加油加气站的供电电源线路，应采用铠装电缆埋地或导线穿钢埋地引入，且电缆或配线钢管长度不应小于 2 （ 为当地土壤电阻率） ， 且电缆或配线钢管长度不应小于 15 米，电缆铠装及保护管两端均应可靠接地。加油加气站的信息系统也应采用铠装电缆或导线穿钢管配线，配线电缆金属外皮两端，保护管两端均应接地。5、均压：加油加气站围绕建筑物作环形闭合接地装置后，所有进出环形接地装置的金属管道。电缆金属外皮，导线保护管，均应在与环形接地装置交叉处相连。加油站内的所有需接地的设备与构件，如油罐、加油机、通气管、配电盘
9、、信息系统用配电盘、开关、灯具等都要与接地网相连接，为使相邻的金属导体及设备上的电势（电压）相等。防止雷电反击火花及维护操作人员产生电击，保护设备及人身安全。相邻的金属导体及设备应用导电体跨接。6、合理布线：当汽车加油加气站的屋面上装有避雷带（网）接闪时，动力配线与信息系统配线，应尽量远离避雷带的引下线，最好两者相距2 米以上，否则应套钢管加强屏蔽。7安装 SPD在供电线路及信息系统传输线上，经常会产生对其设备有破坏性的电涌波形。为对供电设备及信息系统设备实施保护，需在以下部位安装电涌保护器 SPD。 供配电系统的电源端：根据规范要求，加油加气站的 380/220V 供电系统宜采用TNS 系统
10、，在总配电箱电源进线处 N 线作重复接地，总配电箱以后 N 线与 PE 线严格分开：SPD 接线如下图：L1 L1L2 L2L3 L3电源 PE上级电源柜 进线段 F2SPD 配电箱外壳3RAN N加油加气站配电柜图（一） 注：A、上级电源柜，F 1 本回路保护电器（熔丝、断路器或剩余电流保护器）F1 1 2B、 油加气站配电柜，F 2 保护电器装置，SPD 电涌保护器。C、 地汇流排，R A 接地网接地电阻。 说明：A、 图（一）用于配电电源进线 N（零线）作重复接地后为 TNS 系统的情况。B、 当配电柜用三相五线制配线，配电柜前 N 线不作重复接地，电源进线又从其它建筑引来，必须在 NP
11、E 线上加装一个 SPD（电涌保护器） 。 SPD 选型要求：A、 最大冲击放电电流：应根据建筑物的防雷类别（加油加气站属类防雷建筑） ，再根据进出建筑物的导电物（金属管线、电力线、通信线）进行分流。每一导电物电流为 i1=is/n(KA),(n 为导电物根数) ，供电电缆每一芯线电流为 ir=i1/m(KA)（m 为电缆芯线数） 。B、 电流波形确定：加油加气站的电源线采用架空进线（不符合规范） ，架空线可能遭受直击雷或附近遭雷击，加油加气站的电源进线，宜采用铠装电缆进线，与架空线 T 接端的电缆头应装避雷保护，电缆铠装外与避雷器接地端并联再接地, 加油加气站的配电端电缆头再接地(此部分由电
12、力部门负责 ),在 0 区至 1 区的 SPD（即配电柜侧） ，应采用 10/350s 试验波。C、 最大持续运行电压 Vc 的确定：最大持续运行电压 Vc，要求 SPD 在此电压下长期运行不会损坏，而最大持续运行电压 Vc，要是雷击产生的过电压，此电压一般都是瞬态过电压，其电压幅值可以很高，但持续时间很短（s 、ms ） 。通过 SPD 的能量有限，一般不会使 SPD 损坏，但电网运行产生的暂态过电压，其幅值比雷电过电压低，但持续时间很长，通过限压型（MOV）SPD 时能量会较大，轻则加速SPD 老化，重则使 SPD 过热而损坏，短路爆炸。对开关型 SPD虽然没有老化问题，但动作后有续流，当电网的暂态过电压幅值较高时，动作后的续流大而不能自行熄灭，也会使 SPD 爆炸，所以选择 Vc 要结合电网接地系统确定，对加油加气站而言，根据规范规定采用的是 TNCS 系统，Vc1.15V 0 就可以了（V 0 为供电系统相电压） 。D、 SPD 的保护水平 up 值的确定：供电系统安装 SPD 的目的是保护电气设备。如图（二）
