汽车加油站系统防雷设计

   1.         汽车加油站的环境特点

加油站通常具有以下几个特点：1）地理位置：加油站通常设在城区开阔地带或效区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带；2）实施条件：无论在城区还是乡村，这些加油站建筑往往都不具备符合要求的防雷实施（包括外部防雷、内部防雷和地网等等）。此外，加油站营业建筑的面积一般都很小，不便于多级防雷方案的实施；3）电源系统，一般加油站的380V交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑的，部分加油站是由10KV电力线架空接入，经变压器后再地埋引入建筑的。在乡村和同区有时根本没有地埋措施，因此非常容易感应雷电电磁脉冲；4）通信网络系统：引入加油站的ISDN等通信线路通常也是由户外架空明线引入的，并且通常未安装专用电涌保护器（SPD）做雷电防护措施。

鉴于加油站的上述特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天以上），应选用最大标称放电电流大于15DA（10/350µS）电涌保护器作为电源系统的第一级雷电防护，其保护水平应小于2000V，同时满足这两个方面的要求才能保证加油站设备用电电源的可靠运行。通信信号线路由于多是由外站进线，因此同样会受到雷击的威胁，因此也需要采用专用通信。

2.         汽车加油站防雷等级的确认

参照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第2.0.3.条的要求，其属于标准规定的“具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者”。因此应定为二类防雷建筑物，其防爆防火等级应定为la(ia)ⅡAT3。

3.         汽车加油站直击雷防护设计

1）              站区的防雷设计

依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》，由于汽车加油站的建筑物的防雷类别为二类，所以用滚球设计接闪器时滚球半径R=45m;利用其框架结构的桩作为垂直接地体，利用地梁与承台作为水平接地体，利用桩内两条对角主筋作为引下线，利用天面板筋作为接闪网格，因此只需要沿天面四边设避雷带，在四角设避雷短针进行防护即可。

2）              油罐区的防雷设计

依据GB50074-2002《石油库设计规范》》第14.2章、防雷的要求，金属油罐必须作形接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不宜﹥30m，接地体距罐壁应不小于3 m。钢油罐顶板厚度﹤4 m m时，应装防直击雷设施，当顶板厚度≥4 m m，可不装防直击雷设施。但对于位于殉雷区（年平均雷暴日数多于40天）的油罐和铝顶油罐，应安装独立避雷针做防直击雷设施。

依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第三章、建筑物防雷设施和GB50074-2002《石油库设计规范》第14.2章、防雷的要求：油罐区的防雷类别应设定为一类，用滚球法计算常规油罐区的保护范围，当滚球半径R=30m时，两支对角线分布的等高避雷针的高度一般为9.5m，其导流面积应大于100 m m²，根据安装需要可进行焊接或螺栓紧固在避雷针铁塔顶部。

3）                  引下线的设计

站区的避雷针和避雷带可用建筑物内的钢筋作引下线，将层面避雷带按标准要求分别接在四个角上，将避雷带与建筑混凝土内的钢筋相连。油罐区的避雷针可用铁塔作引下线，因铁塔已良好接地，所以只需在安装避雷针时保证避雷针与铁塔有良好的电气连接，并做防腐处理即可。

4）              地网的设计

加油站的接地应采用统一接地的接地形式，并在各处做等电位连接，既油的罐体及罐的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件，电力电缆外皮和瓷瓶铁脚，装于钢油罐上的信息系统的配线外皮，加油机地脚螺钉等均等均应与接地系统做可靠的电气连接，其统一接地电阻要求≤1Ω。

4、电源配电系统雷电防护设计

 

加油小电源系统设计方案

针对汽车加油站配电系统的特点，可将其分为三个防雷区分别加以以考虑。由于如前所述单级防雷可能会带来因雷电流过大而导致的泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏。因此选用电源系统多级保护，可防范从直雷到操作浪涌的各级过电压的侵袭。

A、电源一级防雷〖LPZOA-LPZ1区〗：

按《建筑物防雷设计规范》第六章：第四节6.4.7条要求每线标称放电电流不宜小于15KA。同时，依据《建筑物防雷设计规范》第六章：第四节第6.4.7及IEC《雷电电磁脉冲的防护》第三部分；浪涌保护器的要求，浪涌保护器可以将数万伏的感应雷击过电压限制到4KV以下。

综上所述应在380V低压总配电箱安装标称通流容量25KA的10/350µS波形的开头型模块式电源电涌保护器，用于整个加油站所有用电设备的第一级电源防护。

B、 电源二级防雷〖LPZ1-LPZ2区〗：

可在潜油泵控制线、潜油泵加油机、税控加油机或一般加油机电源配电箱和营业大厅电源配电箱分别安装具有防火功能的8/20µS波形通流容量20KA的电源防雷箱，电源线选用耐油性能良好的带塑料护套的RVV型4×2.5㎜²绝缘线引入.

C、电源三级防雷〖LPZ0-LPZ3〗：

根据IEC 61312-3雷电电磁脉冲的防护第三部分：浪涌保护器的要求，在LPZ2-LPZ3区防雷器通流容量为（8/20µS）：≥10KA。可在营业大厅计算机管理设备、UPS电源、票据打印设备、加油机数据舆设备及其它精密设备的电源开头处使用插座式电源防雷器。

5、信号系统保护方案

   依据GB 50174-93《电子计算机机房设计规范、》YD/T5098《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》、GB2887-89《计算机场地安全要求》中信号系统雷电及过电压防护要求，应在从营业厅液位仪检测引出的液位仪控制线上安装额定负载电流1～1.5A的大功率特殊信号电涌保护器，用于液位仪检测仪信号线路的保护。应在从营业厅加油机总控制线上安装精密的控制信号电涌保护器，用于加油机总控制线路的保护。应在PSTN拨号网络通讯线MODEN前和电话通讯系统进行线端分别安装电话线路通信线电涌保护器，用于各设备网卡及电话通信线路的防雷保护。

 

参考文献

1、              GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》

2、              GB 15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》

3、              GB 50074-2002《石油库设计规范》

4、              IEC 61321《雷电电磁脉冲的防护》