黃建偉

引言：電涌保護(hù)器的正確設(shè)置，對于加油加氣站的安全具有很重要的意義。通過對近幾年加油加氣站的雷擊事故進(jìn)行分析，其事故原因主要是由于雷電反擊以及侵入雷引起的，從而導(dǎo)致加油加氣站的電子系統(tǒng)受到損壞。本文主要根據(jù)加油加氣站的地理特征，說明設(shè)置電涌保護(hù)器的必要性，對其安裝方法進(jìn)行論述。

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)水平的提高，汽車加油加氣站的自動化水平不斷提高，應(yīng)用到的先進(jìn)電器設(shè)備有逐漸增多，這在一定程度上增加了雷電事故的發(fā)生幾率，增加了威脅加油加氣站的不和諧因素，削弱了加油加氣站的城市能源樞紐功能。因此，加強(qiáng)加油加強(qiáng)站的安全，對于城市的安全、正常發(fā)展而言，具有很重要的意義。電涌保護(hù)器（SPD）也稱防雷器，是為各種電子設(shè)備、通信線路、儀器等提供安全防護(hù)的電子裝置。將電涌保護(hù)器應(yīng)用在加油加氣站中，可以有效提高加油加氣站的安全性能。

一、加油加氣站的地理特征

加油加氣站一般都位于交通便利、地方開闊的城區(qū)地帶，或者就是郊區(qū)交通便捷的地方，以及主干線、道路干線、高速公路等地方。加油加氣站的建筑物一般都是比較高大的罩棚，營業(yè)室和值班室的設(shè)置比較小，而且占地面積較少，因此不方便設(shè)置多級防雷設(shè)施；一般情況下，加油加氣站的油罐都是直接埋置在地下的，高于4m的通氣管，都會安裝具備防爆性能的阻火器。通常情況下，加油站的電源系統(tǒng)主要采用的是220V/380V外接電源，而加油加氣站或者加氣站則采用的是6kV～10kV外接電源，而且電能計(jì)量裝置是獨(dú)立設(shè)置的；電力線路主要使用電纜直接埋地敷設(shè)，如果要進(jìn)出建筑物或者穿越行車道，需采用鋼管予以保護(hù)。加油加氣站的電子系統(tǒng)主要采用的是鎧裝電纜或者是導(dǎo)線穿鋼管配線，其中配線電纜外皮的兩端和保護(hù)管的兩端都要做屏蔽等電位接地。

除此之外，還要劃分相關(guān)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域?？砂凑铡都佑图託庹驹O(shè)計(jì)與施工規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行劃分。對汽車加油加氣站爆炸區(qū)域的劃分，可分為不同等級。一般情況下，加油加氣機(jī)的附近、閥井、油罐內(nèi)部、油罐通氣口周圍以及油罐車卸車地點(diǎn)等，都會存在不同程度的爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，但這種危險(xiǎn)主要存在于運(yùn)營或者操作的時候，如果停止運(yùn)營操作，危險(xiǎn)就會消失。針對爆炸區(qū)域的特征，嚴(yán)格按照《加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》進(jìn)行設(shè)防，就會在很大程度上確保加油加氣站的安全運(yùn)行。

二、設(shè)置電涌保護(hù)器的必要性

近年來，隨著我國加油加氣站的不斷增加，其自動化水平逐漸提高，信息設(shè)備對雷擊電磁脈、感應(yīng)雷具有很高的敏感度，因此設(shè)置電涌保護(hù)器尤為重要。《加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中，有條例規(guī)定，“加油加氣站信息系統(tǒng)的配電線路首、末端與電子器件連接時，應(yīng)裝設(shè)與電子器件耐壓水平相適應(yīng)的過電壓（電涌）保護(hù)器?！薄霸诠┡潆娤到y(tǒng)的電源端應(yīng)安裝與設(shè)置耐壓水平相適應(yīng)的過電壓（電涌）保護(hù)器?！币虼苏f明，加油加氣站的安全受到國家的高度重視，從而強(qiáng)制推行《加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》。

三、電涌保護(hù)器的安裝

1.供配電系統(tǒng)的電源端

按照《加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》的相關(guān)規(guī)范要求，汽車加油加氣站電壓如果是220V/380V，其電源可采用TN-C系統(tǒng)，總配電箱后要使用TN-S系統(tǒng)，在總配電箱電源進(jìn)線的部分，PEN線要進(jìn)行重復(fù)接地，總配電箱以后，要嚴(yán)格分開N線和PE線，電涌保護(hù)器的具體接線情況如圖1所示；電源采用TN-S系統(tǒng)時，配電柜之前的N線可不進(jìn)行重復(fù)接地，但是必須在PE線和N線之間安裝電涌保護(hù)器。

F1--位于上級電源柜，為此回路的保護(hù)電電器；F2--位于配電柜，為保護(hù)電涌保護(hù)器的SPD

RA--接地網(wǎng)接地電阻

圖1 TN-C系統(tǒng)電源總配電箱外接線示意圖

2.電涌保護(hù)器的選型要求

最大沖擊放電電流（Iimp）。要按照建筑物的防雷識別，對其導(dǎo)電物進(jìn)行分流。由于汽車加油加氣站屬于第二類防雷建筑物，可根據(jù)其金屬管線、通信線、電力線等進(jìn)行分流。每一個導(dǎo)電物的電流為 （kA），n代表導(dǎo)電物的路數(shù)；供電電纜的每一個芯物電流為 （kA，其中m代表電纜芯線數(shù)）；如果計(jì)算過程中出現(xiàn)問題，可以按照Iimp≥12.5kA選擇。

確定電流波形。通常情況下，汽車加油加氣站的電源進(jìn)線主要采用的是鎧裝電纜進(jìn)線，

鎧裝電纜進(jìn)線和架空線T接端的電纜頭，均應(yīng)該設(shè)置避雷裝置予以保護(hù)。加油加氣站的配電端電纜頭再接地，電纜鎧裝外和避雷器接低端并聯(lián)再接地。如此一來，電纜就會具備分流和屏蔽的效果，這種情況容易使外來電流小于A項(xiàng)計(jì)算值，但是在實(shí)際計(jì)算中，還是要考慮外來分流，即按照A項(xiàng)。部分加油加氣站的電源線采用的是架空進(jìn)線，由于不符合規(guī)范要求，因此架空線很容易受到直擊雷或者附近雷的影響，對于此情況的電涌保護(hù)器，也需要采用10μs試驗(yàn)波。

確定最大持續(xù)運(yùn)行電壓（Uc）。最大持續(xù)電壓Uc，要求電涌保護(hù)器在此電壓的長期運(yùn)行下，不會受到很大的損壞；最大持續(xù)電壓Uc，雷擊產(chǎn)生的過電壓，主要是瞬態(tài)過電壓，電壓幅值非常高，但是時間很短，進(jìn)入電涌保護(hù)器的能量是很有限的，因此不容易損壞電涌保護(hù)器；如果電網(wǎng)運(yùn)行的各個因素產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，電壓幅值低于雷電高電壓，但是持續(xù)的時間比較長，通過限壓型電涌保護(hù)器的能量會很大，不僅會加速電涌保護(hù)器的老化，嚴(yán)重時還會使電涌保護(hù)器過熱受到損壞，甚至發(fā)生短路爆炸。開關(guān)型電涌保護(hù)器不存在老化問題，但是在動作之后有續(xù)流，如果電網(wǎng)暫態(tài)過電壓有較高的幅值，動作后的續(xù)流若較大，且不會諸多熄滅，也會導(dǎo)致電涌保護(hù)器發(fā)生爆炸，因此Uc的選擇要根據(jù)電網(wǎng)接地系統(tǒng)進(jìn)行確定。汽車加油加氣站按照相關(guān)規(guī)范選擇TN-C-S系統(tǒng)，可選擇Uc≥1.15U0，其中U0為供電系統(tǒng)電壓；接在L線和PE線之間的電涌保護(hù)器、L線和N線之間的電涌保護(hù)器，只要按照有關(guān)規(guī)定通過低壓對地短路，也就是1.45U0時間5s的暫態(tài)高電壓即可。

四、具體思路構(gòu)建

汽車加油加氣站的防雷，必須采取系統(tǒng)的防護(hù)措施：即接閃、分流、接地、均壓、電磁封鎖、合理布線，安裝電涌保護(hù)器（SPD）等綜合措施，才能有效的防止雷電事故，確保汽車加油加氣站平穩(wěn)安全的運(yùn)行。

加油加氣站的建筑物主要包括：埋地油罐、埋地液化氣罐、石油液化氣泵房、天燃?xì)鈮嚎s機(jī)房、站房（營業(yè)室、值班室、罩棚），地上液化石油氣罐、儲氣瓶房等，爆炸危險(xiǎn)區(qū)Ⅰ區(qū)的范圍較小，絕大部分是Ⅱ區(qū)。根據(jù)國標(biāo)GB50057—94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，應(yīng)定為第二類防雷建筑物，它的系統(tǒng)防雷包括以下措施：

1接閃

根據(jù)汽車加油加氣站所處的氣象、地形、地貌、周圍環(huán)境等因素進(jìn)行綜合分析，當(dāng)該加油加氣站有可能遭受直接雷擊時（汽車加油加氣站位于高速公路、城市主干道、干道路旁的開闊地段、河流、沿湖、海邊等邊沿地段，建造在多雷地區(qū)（年雷暴日≥40d/a）。應(yīng)在其屋面上裝設(shè)避雷帶（網(wǎng)）進(jìn)行接閃。

2分流

加油加氣站在其屋面上安裝有避雷帶（網(wǎng)）接閃后，應(yīng)利用柱鋼筋或敷設(shè)扁鋼作引下線，為使雷電流分多路引導(dǎo)泄入大地，降低雷電在附近導(dǎo)體或電線、電纜上的感應(yīng)電勢或電流，應(yīng)盡可能多的布置引下線，均勻布置在加油加氣站四周，地下部分與接地網(wǎng)焊接。

3接地

加油加氣站的防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、電子系統(tǒng)的接地（邏輯地、參考地），SPD接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻值不應(yīng)大于4Ω。接地應(yīng)圍繞建筑物作環(huán)形閉合接地裝置，在每根引下線處，布置2—3根垂直接地極，垂直接地極長2.5m，埋深0.7m以下，作用是降低沖擊接地電阻及固定環(huán)形閉合裝置，接地網(wǎng)應(yīng)在油罐卸車場地，加油機(jī)安裝處，配電盤進(jìn)線處，埋地油罐通氣管處等焊接出接地支線，為上述設(shè)備作接地用。

五、結(jié)語

電涌保護(hù)器的正確設(shè)置，對于加油加氣站的安全具有很重要的意義。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)水平的提高，汽車加油加氣站的自動化水平不斷提高，這在一定程度上增加了雷電事故的發(fā)生幾率，增加了威脅加油加氣站的不和諧因素，削弱了加油加氣站的城市能源樞紐功能。因此，加強(qiáng)加油加強(qiáng)站的安全，對于城市的安全、正常發(fā)展而言，具有很重要的意義。

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（作者單位：寧夏吳忠市氣象局（吳忠市雷電防護(hù)技術(shù)中心））