汽车加油加气站的雷电与电涌防护.docx
- 文档编号:26115810
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:36.92KB
汽车加油加气站的雷电与电涌防护.docx
《汽车加油加气站的雷电与电涌防护.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车加油加气站的雷电与电涌防护.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
汽车加油加气站的雷电与电涌防护
汽车加油加气站的雷电与电涌防护
欧清礼
二○○四年十月
摘要:
本文通过对汽车加油加气站所处的环境特点,近几年加油加气
站雷击事故统计分析,加油加气站雷击事故多为侵入雷与雷电
反击造成,提出了系统综合的防雷方案。
作者简介:
原中国石化工程建筑公司电气高级工程师,曾参加国标“石油库设计规范”及“加油加气站设计与施工规范”编制。
主编供配电、防雷、防爆、防静电等有关章节。
关键词:
汽车加油站、汽车加气站、爆炸危险区、电磁封锁、避雷带
(网)
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,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220/380U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、电子系统:
加油加汽站的电子系统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,保护管两端均应作屏蔽等电位接地。
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》GB50156—2002,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》GB50156—2002设防,汽车加油加气站可以安全平稳的运行。
三、汽车加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)
全国加油加气站事故率%
加油机雷击坏事故(次)
加油机雷击损坏占加油站雷击事故的事故率%
备注
2001
1741
22
0.026
19
86.3
2002
3386
54
0.064
45
83.3
2003
3911
79
0.093
65
82.3
注:
1)全国加油加气站按85000座考虑。
2)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%以上。
3)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,主要是雷击使电子系统设备损坏事故。
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Ⅰ区的范围较小,绝大部分是Ⅱ区。
根据国标GB50057—94《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≥40d/a)。
应在其屋面上装设避雷带(网)进行接闪
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、电子系统的接地(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4Ω。
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2—3根垂直接地极,垂直接地极长2.5m,埋深0.7m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,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管埋地引入,电缆或配线钢管长度不应小于2√ρm,(ρ为当地土壤电阻率),且不应小于15m,电缆铠装及保护管两端均应可靠接地。
加油加气站的电子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、电子系统用配电盘、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,动力配线与电子系统配线,应尽量远离避雷带的引下线,最好两者相距2m以上,否则应套钢管加强屏蔽。
7.安装SPD
在供电线路及电子系统传输线上,经常会产生对其设备有破坏性的电涌波形。
为对供电设备及电子系统设备实施保护,需在以下部位安装电涌保护器SPD。
1供配电系统的电源端:
根据规范要求,加油加气站的220/380U电源宜采TN-C系统,在总配电箱后应采用TN—S系统,总配电箱电源进线处PEN线作重复接地,总配电箱以后N线与PE线严格分开。
其SPD接线如图1。
L1L1
L2L2
L3L3
电
源PE
上级电源柜进
线
段F2
SPD配电箱外壳
3
RA
F11
2
PENN
加油加气站配电柜
图
(1)
电源为TN-C系统时,总配电箱处的接线图
注:
1、上级电源柜的F1为本回路保护电器(熔丝或断路器)
2、加油加气站配电柜中的F2保护电器是保护SPD电涌保护器。
3、RA为接地网接地电阻。
4、当电源采用TN-S系统时,配电柜前N线不作重复接地,必须在N与PE线之间加装一个SPD(电涌保护器)。
②SPD选型要求:
A、最大冲击放电电流(Iimp):
应根据建筑物的防雷类别(加油加气站属第二类防雷建筑物),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/2/n(KA),(n为导电物路数),供电电缆每一芯线电流为ir=i1/m(KA)(m为电缆芯线数)。
当计算不可靠或有困难时,按Iimp≥12.5KA选取。
5、电流波形确定:
加油加气站的电源进线,大都采用铠装电缆进线,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。
因此电缆可以起到屏蔽与分流作用,此种情况可能使外进来的电流小于A项计算值,但仍应按外来分流考虑,即按A项。
少数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,此种情况的SPD(配电柜侧),也应采用10/350μs试验波。
C、最大持续运行电压Uc的确定:
最大持续运行电压Uc,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Uc,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
(μs、ms)。
通过SPD的能量有限,一般不会使SPD损坏,但电网运行等因素产生的暂态过电压,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过热而损坏或短路爆炸。
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Uc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TN—C—S系统,此时选取Uc≥1.15U0,当接于L与PE或PEN之间或L与N之间的SPD,按相关标准通过做了低压对地短路即1.45U0时间5S的暂态过电压试验时就可以了(U0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
(2)
Up
L
△Up1
N
PE
△Up2
图
(2)SPD与被保护设备的关系
当SPD动作时,雷电流流过SPD,SPD将过电压降到Up值,而设备所承受的电压是Up+△Up1+△Up2=U,由此可见,被保护设备所承受的电压是SPD的保护水平加上两端的引线电压降。
因此要求两端引线越短越好,其总长度不超过0.5m为佳。
当满足以下条件时,可仅在电源进户处安装一套SPD:
1)电源进线处安装的SPD其保护水平Up≦2.5Kv。
2)需保护设备距电源处SPD距离不小于10m,且SPD的保护水平Up加上两端引线的感应电压,对限压型SPD要求(Up+ΔUp1+ΔUp2)≤0.8Uw.对开关型SPD要求Up或(ΔUp1+ΔUp2)大者≤0.8Uw。
对限压开关混和型SPD要求(Up+ΔUp1+ΔUp2)≤0.8Uw。
(Uw被保护设备耐压水平)若在进线处安装的一套SPD达不到所要求的保护水平时,应在同一处增设附加配合协调好的SPD,以确保达到所要求的电压保护水平。
220/380V绝缘配合如下表:
设备位置
电源处
配电线分支线路
用电设备
特殊需要
耐冲击电压类别
Ⅳ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅰ类
耐冲击电压额定值(KV)
6
4
2.5
1.5
汽车加油加气站防雷接地平面图见图3:
8
110331211通讯
2265电力
22水管线
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车 加油 加气站 雷电 防护