防雷技术

防雷接地技术在油库建设工程中的应用

 


摘要： 石油库建设工程必须高度重视防雷、防静电的问题。本文试就油库建设工程的防雷、防静电的特殊性，接地网布局，及其研究的可靠性做一些探讨，采取相应的措施，使设计、施工严格按规范进行，以期达到防火、防爆、安全有保障的目的。 关键词： 油库工程；防雷防静电；接地；可靠性
中图分类号： TM862文献标识码： A文章编号： 2027/YC-（2006）01-0051-04

一、油库工程的建设概况
石油库的组成一般分进油区、储油区、付油区三大区，区域间以输油管道和电缆连接。以湖北省宜昌某油库的建设为例介绍油库工程的布局。工程分三个区，一区由长江码头、屯船、输油管、一号箱式变电站组成；二区由8个3000吨汽油储油罐、2个1000吨乙醇储罐、二号箱式变电站组成；三区由14个300吨润滑油储油罐、润滑油泵棚、桶装油仓库、汽油付油亭、润滑油付油亭、计量棚、管理室、综合楼、三号箱式变电站组成。三个区间由90号汽油管、93号汽油管、0号柴油管、10号柴油管、乙醇管、污油管、给水管、计量仪表电缆、控制电缆等联接。
图1码头输油管道系统图2储油储油区图3发油区的付油亭建筑工程水管有，给水、排水、雨水、储罐喷淋冷却水、消防水管。电气工程线路有动力、照明、仪表计量、控制、警报、接地、阴极保护、电话、英特尔网络、对讲、广播、有线电视线路。
图4地上输油管道为实现智能化建有火灾自动报警及消防控制系统、广播系统、闭路电视与监视系统、自备电源系统、仪表计量系统、油泵控制系统、付油管理系统、通讯系统、有线电视系统、英特尔网络系统、防雷接地系统、阴极保护系统等十二大系统。

二、防雷、防静电的特殊性要求

油是易燃易爆品，在大量聚集或运输流动过程中，会产生大量静电，在一定条件下会自燃或爆炸。特别是在雷电条件下，更宜引起爆炸。油库按 GB50516-2002规范被划为一级防爆保护区。对防雷防静电的要求极高，对消防的要求极高。
为了防止泄漏，对油管的密封性要求很高，验收时要做1.5倍的压力试验，为保起火易灭，油管须埋入地下1.5米深，且用沙子掩埋。为防止锈蚀，采用严格的防腐措施,从其《石油化工设备和管道防腐蚀涂料技术规范》SH3002的规定。
为防止电气起火，要严防电气短路（金属性短路、电弧性短路）、线路过载、泄漏电流、接触不良、谐波效应。对导线质量、用电设备选型、设备质量、施工安装工艺及质量都有较高的要求。

三、设计、施工中的做法

1、接地系统 为了保证雷电流可靠泄露入地下，电网采用TN-S保护接地系统。如图五所示。图五TN-S保护系统图所有建筑物非金属屋顶设立避雷带，通过柱内钢筋与基础钢筋相连接，再与40×4镀锌扁钢焊接，与建筑物一周第隔五米一根的接地极50×5镀锌角钢连接。金属屋顶和壁厚大于等于0.4毫米的储罐可不设避雷带,直接以此作为接闪器. 柱内钢筋和基础钢筋作通长焊接,焊点均涂沥青防腐。在地上0.5米处设接地测试点。就单个建筑而言，接地电阻要求不同。润滑油付油亭、计量棚为10欧姆，箱式配电站为4欧姆，储油罐、管理室、综合楼、付油亭、输油管线为1欧姆。在各单个建筑接地网达到了要求的同时。还要求所有接地网并联连接，并保证总接地电阻小于0.4欧姆。经过政府防雷检测机构验收合格后才能交付使用。 为了防止直击雷，在低电压进户处，主配电柜中加装SPD（防电涌保护器）。在电涌作用时，以承担通过该处的电流和相应消耗的能量而不损坏和劣化，同时还能满足电压保护水平要求。设二级漏电保护系统, 图六电涌保护器的接法1-工作接地；2-PE线重复接地；3-电器设备金属外壳（正常不带电的外露可导电部分；L1，L2，L3-相线；N-工作零线；PE-保护零线；DK-总电源隔离开关；RCD-总漏电保护器（兼有短路、过载、漏电保护功能的漏电保护功能的漏电断路器）；T-变压器 图七漏电保护器接法图八箱式变电站接地方法动力系统均采用三相五线制，单相照明电路采用三线制，零线与PE接地线不能混用、代用。PE线必须采用绿/黄双色芯线。暗敷电缆、电线均穿管，配电箱、盒均设两个接线柱，一个接工作零线，一个作PE接地端子。所有设备金属外壳、金属电线护管、消防水管、防爆照明灯具和2.4米以下照明灯具金属外壳均与PE端子作可靠连接。防爆电动机连接线地上部分用质地轻的防爆软管作电线套管。电缆井施工完毕用沙充填。实验结果证明，因短路或雷电引起的电气燃烧在沙中很容易熄灭，而不会与地面上易燃气体发生作用。 图九地下管线接地方法图十地上管线接地方



2、防静电保护系统 储油罐的设置了静电监测仪，罐身多处设置16平方毫米软铜线作静电引下线与接地线相连。输油管道的始、未端和分支处设防静电和防感应雷的联合接地装置，管道法兰连接处少于五个螺栓的用软铜线跨接。采用牺牲阳极防腐法，管道每三十米设一个牺牲阳极（阴极）保护点，每点有一个2平方米的接地坑，一个专用接地极，接地电阻小于10欧姆。每百米有一个阴极保护地上测试点。每十米设一处阴极平衡连接线将并排同沟的管道逐根连接，线与管道采用焊接法，铜芯连线横截面不小于16平方毫米。油罐车装卸场地设防静电接地装置，并设能检测跨接线用监视接地装置状态的静电接地仪。在总控室内采用防静电地板。图十一阴极保护地上测试装置

3、报警系统 各建筑物重要部位装设可燃气体检测器、烟雾感应器、报警器与综合楼管理室中央处理系统相联接。当可燃气体浓度达到爆炸下限浓度（V%）值的25%时，或出现火烟时都会自动报警。在空旷地方或高处设置了手摇报警器和高音喇叭，便于在紧急情况下统一指挥。

4、消防系统 建筑物内均设置了消火栓，明装的红色消防管道醒目，消防水进口采用150毫米口径的钢管，保证消火栓的出水量达到10L/秒。走廊中放置干粉灭火器，出口有应急灯。其它场地除上述设备外，另增设泡沫灭火器、灭火毯和沙袋。

四、可靠性分析
从整个系统的布置来看，把安全放到了十分重要的位置。从设计、施工到验收，监理单位的工作重点都把防雷、防静电放到了至关重要的位置，并从多方面对其接地电阻达到规范要求提供保障。归纳有以下16项措施：1.采用截面积大的镀锌扁钢和和导线。2.基础钢筋网参与。3.增加接地极根数。4.建筑物独立接地网与整体网络并联。5.采用TN-S保护系统，设专门PE接地线，工作零线与接地线分设。6.多处增设PE等电位接地端子盒、接地测试点、阴极保护测试点。7.牺牲阳极防腐法参与。8.所有金属管道均做接地连接。9.油罐车装卸场地设防静电接地装置，并安装能检测跨接线用监视接地装置状态的静电接地仪。10.在总控室内采用防静电地板。11.采用防尘防潮防爆灯具。12.重要建筑（如付油亭等）金属屋顶上再加避雷网。13.配防电涌保护器。14.设二级漏电保安系统。漏电保安断路器能在漏电电流达到30mA时0.11s内断开故障点电源。15.增设备用电源（140KW发电机组）。16.与消防、报警系统配合等。施工工序严格，每道工序结束后在自检基础上，监理单位复检合格后再进行下一道工序，特别是隐蔽工程要求更严格。对接地电阻的测量在自测的基础上监理复测，最后由防雷办公室测量合格后正式验收（气象法第三十一条、中国气象局令第8号规定）。由于采取了严格的保障措施，防雷、防静电的可靠性是高的，防爆、防火的安全性是有保障的。

在使用过程中，应注意对防雷、防静电设施的保护。随着时间的推移，接地线的老化，接地扁钢锈蚀，或因外力对地上接地线、端的损坏，都有会影响到可靠性，应定期对接地装置进行检察，对接地电阻进行监测。若有损坏及时修复，阻值变化及时分析原因，对症处理，以确保安全可靠。

五、结束语
油库建设工程必须高度重视防雷、防静电的问题。只要设计、施工严格按规范进行，采取上述措施，防火、防爆目的才能达到，安全才有保障。
参考文献：
1］孙丹波，关象石，余立平，李俊山.SPD的保护与安装模式［J］.电气应用，2005,11:28-31.