加油站防雷工程、變電站接地設計方案-鄭州萬佳防雷公司（小黃）
在避雷檢測和雷災事故中發現,有些加油站由于防雷設計不完善,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。這些建筑物在設計和施工時，利用其框架結構的樁作為垂直接地體，利用地梁與汞臺作為水平接地體，利用樁內兩條對角主筋作為引下線，利用天面板筋作為網絡（10m×10m或8m×12m）。沿天面四邊設避雷帶，四周設避雷短
金屬油罐必須作環形接地，其接地點不應少于兩處，其間弧形距離不應＞30m，接地體距罐壁應不小于3m。油罐頂板厚度＜4mm時，應裝防直擊雷設施，當頂板厚度≥4mm，可不裝防直擊雷設施。但在多雷區（年平均雷暴日數多于40天），也可裝防直擊雷設施。獨立避雷針與被保護油罐的水平距離不應＜3m，保護范圍應高于呼吸閥2m以上。
加油站大部分雷擊事故是雷電波通過電源線、線傳導而發生的。做好電源線、線保護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為當地土壤電阻率，單位為Ω*m）。在配電房設備總電源處安裝三相電源避雷器。在設備的電源輸入端安裝的電源避雷器。避雷器應選用防爆型產品。
電源一級防雷,在加油站380V低壓總配電箱內，總斷路器（熔斷器）后，漏電保護器前安裝通流量在50KA,三相開關型模塊式電源電涌保護器,用于整個加油站所有用電設備的*級電源防護;電源二級防雷,在辦公機房電源配電箱內或辦公機房電源配電箱外的附加配電箱內安裝通流量在40KA三相電源電涌保護器，用于辦公機房內所有IT設備用電的第二級電源防護.在加油機電源配電箱內或加油機電源配電箱的附加配電箱內安裝通流量在40KA, 三相電源電涌保護器，用于加油機用電的第二級電源防護;電源三級防雷, 在辦公室計算機管理設備、便利店收費區稅控主機、加油機數ki傳輸設備、票Ju打印設備等其它精密設備的電源插座處使用插座式電源電涌保護器。
加油站信號系統防護, 在每組加油機內數ju采集器加油機控制總線處安裝通訊信號信息系統電涌保護器，將通訊信號電涌保護器安裝于防爆箱中，用于每組加油機內數ju采集器和中控主板信號線路的防雷保護。加油站大多建在開闊地帶的公路兩旁，線很多是架空引入的，雷電波很容易通過線輸入而擊毀機。因此有必要做好線的防雷。的辦法是在線進入室內前，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。并安裝的避雷器。
zui后要進行接地系統，一個良好的接地系統決確整個防雷工程系統的效果，因此建筑物防雷接地電阻應<10Ω；獨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（年平均雷暴日數多于40天）的油罐和鋁頂油罐，應安裝獨立避雷針做防直擊雷設施。獨立避雷針與被保護油罐的水平距離不應小于3m，保護范圍應高于呼吸閥 2m 以上。
依據 GB 50057-94 《建筑物防雷設計規范》第三章、建筑物防雷設施和 GB 50074-2002 《石油庫設計規范》第 14.2 章、防雷的要求：油罐區的防雷類別應設定為一類，用滾球法計算常規油罐區的保護范圍，當滾球半徑 R=30m 時，兩支對角線分布的等高避雷針的高度一般為 9.5m ，其導流面積應大于100mm2 ，根據安裝需要可進行焊接或螺栓緊固在避雷針鐵塔頂部。
5.1.3、引下線的設計 站區的避雷針和避雷帶可用建筑物內的鋼筋作引下線，將屋面避雷帶按標準要求分別接在四個角上，將避雷帶與建筑混凝土內的鋼筋相連。油罐區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、地網的設計 加油站的地網分為直擊雷保護接地（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<10Ω。
（2）獨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 GB 50057-94 《建筑物防雷設計規范》第三章、建筑物防雷設施和 GB 50074-2002 《石油庫設計規范》第 14.2 章、防雷的要求：加油站的接地應采用統一接地的接地形式，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的配線電纜外皮，加油機地腳螺釘等均應與接地系統做可靠的電氣連接，其統一接地電阻要求 ≤4Ω 。
考慮到地網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。地網布置依據地形進行設計。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。地網引出地網測試極到地面上，以便以后檢測地網情況。鐵塔的應通過四個腳與地網相連，機房和變電房的基礎內的鋼筋應在四角處與地網相連。
5.2、電源配電系統雷電防護設計 5.2.1、外來導體的布置 外來導體包括：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 和電纜應埋地進入機房，水管和電纜鎧裝外皮和保護金屬管應在進入機房時接地，電纜應選用鎧裝電纜或穿金屬管埋地進入機房電纜相線和中線應通過電涌保護器接地。
5.2.2、電源系統浪涌保護器的布置和選擇
5.2.2.1、浪涌保護器的布置原理
在 LPZ0 和 LPZ1 區交界： 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）、通過浪涌保護器的雷電流逐級減少，還為安裝浪涌保護器提供了方便，我們在安裝浪涌保護器時總會使用導線進行連接，而導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器，雷電流的大部將從這一級浪涌保護器泄放入地則 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,也即導線要非常短,在安裝時往往很難做至 , 安裝條件就會非常苛刻。多級布置使這個部題得至解決。
2）、SPD4 必須盡量靠近設備，這是因為 GB 50057-94（2000版）和 IEC 61312 表明浪涌保護器距被保護設備的距離過大會由于雷電波的反射效應而在被保護設備上引起高頻振蕩，使得設備上的電壓超過浪涌保護器上的殘壓而損壞設備。這個距離應小于 10 米。
5.2.2.2、浪涌保護器的選擇
1）、動作電壓的選擇 變壓器低壓側的電涌保護器其三相電壓為動作電壓； U0 = 400V
2）、電涌保護器的通信容量選擇 首級電涌保護器標稱放電電流的選擇： GB 50057-94（2000版）和 IEC 61312 指出：二類保護要求，應按總雷電流 150KA(10×350µs波)來考慮電涌保護器選擇，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（水管、鎧裝電纜外皮或導線的金屬保護管等）直接入地；另外50% 通過安裝在相線和中線上的電涌保護器入地。 依據以上標準考慮到 50% 雷電流分配到電源系統的zui惡劣環境，按照 GB 50057-94 （2000版）標準表 6.1 提供的雷電流參數電涌保護器每相上的雷電流約為： 當線路無屏蔽時， Iimp =[150 KA×50%]÷4 =18.75KA 當線路有屏蔽時， Iimp =[150 KA×50%×30%]÷4 =5.625KA 對于本系統電源線路的特點，按《建筑物防雷設計規范》第六章：第四節：第6.4.7 條要求每線標稱放電電流不宜小于15KA的要求。首級電涌保護器的每相標稱放電電流應大于 15KA（10/350µs）。
次級電涌保護器標稱放電電流的選擇：依據國標 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 所得到的電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓以及反射波效應不足以保護距其較遠處的被保護設備的情況下，尚應在被保護設備處裝設SPD。且該SPD的電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓小于被保護設備耐壓水平的80%。根據被保護設備的特性（如高電阻型、電容型）或開路時，反射波效應zui大可將侵入的電涌電壓加倍。依據國標 GB 50057-94第6.4.9條：當按第6.4.7條和第6.4.8條要求安裝的SPD 之間設有配電盤時，若*級SPD的電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓保護不了該配電盤內的設備，應在該盤內安裝第二級SPD。后級線路的SPD稱放電電流In的選擇應考慮到前級SPD啟動后線路殘壓和其兩端引線的感應電壓以及反射波效應。對于本系統采用的非屏蔽電纜線路，次級電涌保護器的每相標稱放電電流應大于 20KA （8/20μS）。精密設備保護需選用防雷插座，其體積小，可以與設備靠得很近。
5.2.3、加油站電源系統防雷防護 根據《雷電電磁脈沖的防護》IEC 61312、《建筑物防雷設計規范》GB 50057-94、《石油庫設計規范》GB 50074-2002及《爆炸和火災危險環境電力設計規范》GB 50058-92中防雷及過電壓規范有關防雷分區的劃分和各級電源系統雷電及過電壓保護要求，針對汽車加油站配電系統的特點，可將其分為三個防雷區分別加以考慮。由于如前所述單級防雷可能
會帶來因雷電流過大而導致的泄流后殘壓過大或者保護能力不足引起的設備損壞。因此選用電源系統多級保護，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，總斷路器（熔斷器）后，漏電保護器前安裝通流量在50KA,三相開關型模塊式電源電涌保護器,用于整個加油站所有用電設備的*級電源防護。 B、電源二級防雷 在辦公機房電源配電箱內或辦公機房電源配電箱外的附加配電箱內安裝通流量在40KA三相電源電涌保護器，用于辦公機房內所有IT設備用電的第二級電源防護。 在加油機電源配電箱內或加油機電源配電箱的附加配電箱內安裝通流量在40KA三相電源電涌保護器，用于加油機用電的第二級電源防護。
C、電源三級防雷 在辦公室計算機管理設備、便利店收費區稅控主機、加油機數據傳輸設備、票ju打印設備等其它精密設備的電源插座處使用插座式電源電涌保護器。
5.3、加油站信號系統及線雷電防護設計
5.3.1、加油站信號系統防護設計 在每組加油機內數據采集器加油機控制總線處安裝通訊信號信息系統電涌保護器，將通訊信號電涌保護器安裝于防爆箱中，用于每組加油機內數ju采集器和中控主板信號線路的防雷保護。 在便利店收款臺下的稅控主機的加油機數據傳輸線上安裝通訊信號信息系統電涌保護器，用于稅控主機信號線路的防雷保護。
5.3.2、線防雷 加油站大多建在開闊地帶的公路兩旁，線很多是架空引入的，雷電波很容易通過線輸入而擊毀機。因此有必要做好線的防雷。的辦法是在線進入室內前，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。并安裝的避雷器。 在辦公機房ADSL網絡通訊線、ISND網絡通訊線、PSTN撥號網絡通訊線的MODEN前，即網絡通訊線路的進線端，安裝網絡信號信息系統電涌保護器，用于各設備網卡及網絡通信線路的防雷保護。
在辦公機房監控設備機柜由建筑外加油坪進入的攝像機視頻傳輸線路上安裝視頻信息系統電涌保護器，用于監控設備信號線路的防雷保護。
在室外加油坪的攝像機的電源及視頻傳輸線路上安裝監控攝像機多功能電涌保護器，用于戶外監控攝像機的防雷保護。
6、結束語 汽車加油站所屬環境為雷電高風險地區，依據GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》標準的要求，應該按二類建筑物雷電防護要求來考慮，其油罐區應按一類建筑物雷電防護要求來考慮。該區域的直擊雷防護和接地應該嚴格按GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》和GB 50074-2002《石油庫設計規范》的要求進行設計。汽車加油站配電電源系統宜將其分為三個防雷區分別加以考慮，首級保護宜采用標稱放電電流值 25KA 的 10/350μs 波形的多層石墨間隙開關型模塊式電源電涌保護器。液位儀控制線、加油機總控制線、PSTN 撥號網絡通訊線等也應采用相應的電涌保護器進行保護。
