杭州石油公司小河油庫雷電防護(hù)

摘 要：油庫是儲存、供應(yīng)各種石油商品的重地，雷電安全工作特別重要。一旦發(fā)生雷擊事故，會造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。文章根據(jù)杭州石油公司小河油庫的自身性質(zhì)、所在地的氣候條件、土壤類型、雷暴特征等綜合因素，并結(jié)合相關(guān)的防雷規(guī)范和實際勘測中的相關(guān)資料，對杭州石油公司小河油庫的裝卸碼頭、儲油罐區(qū)等場所做出了相應(yīng)的雷電防護(hù)方案，從接閃分流、屏蔽、接地、合理布線、等電位連接方面做好各項技術(shù)措施，形成了一套全面有效的雷電防護(hù)系統(tǒng)，從而達(dá)到綜合防雷的目的，最大限度地降低雷電給石油庫站造成的危害。

關(guān)鍵詞：碼頭；直擊雷防護(hù)；接地裝置；等電位連接；雷電電磁脈沖

1 概述

石油庫系統(tǒng)是石油的中轉(zhuǎn)系統(tǒng)，是收發(fā)和儲存汽油、柴油、液化氣及石化產(chǎn)品的油庫系統(tǒng)。若石油庫系統(tǒng)遭到雷擊，會產(chǎn)生不可估計的后果，將會對人們的財產(chǎn)人身安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。文章基于現(xiàn)代防雷技術(shù)“整體防護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防”的整體防御思想，以杭州石油公司小河油庫的雷電防護(hù)系統(tǒng)為例，探討下關(guān)于油庫的綜合雷電防護(hù)工程。

2 現(xiàn)場勘測

現(xiàn)場勘察結(jié)果：

杭州石油公司小河油庫主要由辦公樓、水運裝卸碼頭、儲油灌區(qū)組成。

小河油庫的辦公樓主要負(fù)責(zé)油庫的運行、行政管理以及生活管理，其長30m，寬17m，高12m，共四層，建筑采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。

小河油庫碼頭位于京杭運河杭州市區(qū)段上，是油庫的水運裝卸區(qū)。碼頭平臺南北長120m，東西寬10m，引橋長約300m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。碼頭設(shè)計水深12m，實際水深16m，纜墩間距240m。

小河油庫的儲油罐區(qū)主要儲存汽油、柴油、燃料油和原油，油罐區(qū)主要由油罐、防火堤等組成，油灌區(qū)由8個容量為1000m3柱形罐體組成，柱形罐體高6m，底部圓的半徑為7.3m。

3 油品裝卸碼頭的防雷設(shè)計

碼頭平臺上設(shè)有化工油品裝卸設(shè)備、監(jiān)控裝卸控制室及裝有攝像設(shè)施或照明燈的金屬桿，引橋兩側(cè)為架空金屬管道。

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010的相關(guān)條款，建筑物具有1區(qū)爆炸環(huán)境，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者，應(yīng)劃為第一類防雷建筑物。

結(jié)合小河石油庫油品裝卸碼頭的自身特點和所處地方的周邊環(huán)境應(yīng)當(dāng)把油品裝卸碼頭的防雷類別劃分為一類，雷電防護(hù)措施應(yīng)按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010中關(guān)于一類建筑物的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。

3.1 防直擊雷措施

3.1.1 碼頭平臺的防直擊雷措施

對于碼頭平臺的防直擊雷措施可利用其平臺四周的金屬護(hù)欄作為接閃帶，這樣就能很好的保護(hù)碼頭平臺。但必須強調(diào)的一點，金屬護(hù)欄要與平臺鋼架結(jié)構(gòu)立柱內(nèi)的鋼筋做可靠的電氣連接，從而利用立柱作為引下線，柱基作為接地體，使其各部件之間均應(yīng)連成電氣通路。

3.1.2 平臺上設(shè)備的防直擊雷措施

平臺上石油裝卸設(shè)備、照明燈桿、裝有監(jiān)控攝像設(shè)施的金屬桿、各種消防設(shè)施、液體石油化工品裝卸控制室等均安裝在碼頭平臺的東側(cè)且緊靠平臺邊緣。石油裝卸設(shè)備高2.8m，東、西寬2.5m，其他裝置設(shè)施高度均<2.8m，寬度≤2.5m，因此在設(shè)計接閃器時只要考慮石油裝卸設(shè)備在其保護(hù)范圍內(nèi)即可。

結(jié)合碼頭平臺的結(jié)構(gòu)特點（即長120m、寬10m），考慮到保護(hù)的有效性和可實行性問題，防直擊雷的措施宜采用裝設(shè)架空接閃線的方式。

當(dāng)采用裝設(shè)獨立架空接閃線的方式來防止直擊雷時，考慮到碼頭平臺上已有安裝設(shè)備的條件制約，宜設(shè)置四只等高鋼架結(jié)構(gòu)支架，鋼架與碼頭承臺及立柱內(nèi)部鋼筋焊接，每兩只支架間距36m。其次應(yīng)考慮架設(shè)接閃線的支架的高度：石油裝卸設(shè)備的高度為2.8m，架空接閃線的支架及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的間隔距離應(yīng)大于3m，當(dāng)?shù)雀咧Ъ荛g隔距離小于120m時，架空接閃線中點的弧垂宜取2m，因此裝設(shè)接閃線的支架的高度宜高出碼頭平臺7.5m。

平臺上被保護(hù)石油裝卸設(shè)備距水面的高度hx=9m，滾球半徑hr=30m，接閃線距水面的高度h=14m。

以水面為假想“地面”，通過上述公式來計算出石油裝卸設(shè)備是否在架空接閃線的保護(hù)范圍內(nèi)，計算結(jié)果如下：

通過計算得出，通過架設(shè)接閃線可以滿足平臺上設(shè)備的直擊雷防護(hù)。

3.1.3 碼頭平臺接地裝置的選擇

接閃線支架及引下線的接地電阻按照規(guī)范要求應(yīng)小于10Ω?？紤]到接閃線支架的接地裝置含有足夠的鋼筋可以形成很好的雷電泄流通路，由于水中的土壤電阻率很低，可以滿足規(guī)范的要求，同時每根支架下敷設(shè)長2.5m的垂直接地體，可以滿足其接閃器的接地要求。

3.2 防閃電感應(yīng)的措施

通向碼頭平臺的各種金屬管道是沿引橋的兩側(cè)平行架空敷設(shè)，長度約為300m。平行敷設(shè)的金屬管道，其凈距小于100mm時，應(yīng)每隔30m采用截面積為16mm2的銅絞線進(jìn)行跨接；當(dāng)管道交叉凈距小于100mm時，其交叉點應(yīng)用金屬線跨接。金屬管道進(jìn)入油罐區(qū)或裝卸現(xiàn)場時，要與罐區(qū)和裝卸現(xiàn)場的防雷接地裝置相連接。

油品裝卸碼頭，設(shè)置與油船跨接的防靜電接地裝置。此接地裝置應(yīng)與碼頭上的油品裝卸設(shè)備的防靜電接地裝置合用。

各種金屬管道的法蘭盤和閥門的連接處應(yīng)用金屬跨接線。對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕性環(huán)境下，可以不用跨接，但之間應(yīng)構(gòu)成電氣通路。須采用金屬跨接線，跨接線宜采用多股銅絞線，其截面積不應(yīng)小于16mm2。

管路系統(tǒng)所有的金屬部件，包括護(hù)套電纜的金屬鋼管應(yīng)采取可靠接地。管路的始、末兩端、拐彎處、分支處及直線段每隔200m處均應(yīng)有一處接地。裝卸現(xiàn)場各種金屬設(shè)備及構(gòu)件，均應(yīng)作等電位連接并接地。防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)與電氣和電子系統(tǒng)的接地裝置共用，其工頻接地電阻不宜大于10Ω。防閃電感應(yīng)的接地裝置與架空接閃線的接地裝置之間的間隔距離應(yīng)大于3m。

3.3 防閃電電涌侵入的措施

遠(yuǎn)處的雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的極高電壓，由室外電源線路和通信線路傳至碼頭平臺，損壞電氣設(shè)備。

（1）架空金屬管道，在進(jìn)出碼頭處，應(yīng)與防閃電感應(yīng)的接地裝置相連，在引橋兩側(cè)架設(shè)處，各種金屬管道宜在每個橋墩處接地。

（2）進(jìn)入碼頭平臺的電纜線、通信線宜穿金屬管直接埋地引入，若電纜線沿引橋的兩側(cè)平行架空敷設(shè)，且與化工油品輸送管道平行敷設(shè)時，兩者間距不應(yīng)小于300mm，交叉時不應(yīng)小于20mm。在進(jìn)入設(shè)備或其他建筑物內(nèi)部的設(shè)備前段宜安裝相應(yīng)的浪涌保護(hù)器。

4 儲油罐區(qū)的防雷設(shè)計

4.1 油罐區(qū)的直擊雷防護(hù)

對于石油庫的鋼制儲罐（罐壁厚度不小于4mm），在灌頂裝有無阻火器的呼吸閥時，應(yīng)沿罐頂邊緣敷設(shè)一圈接閃帶（宜采用熱鍍鋅圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm，扁鋼截面積不應(yīng)小于50mm2，厚度不應(yīng)小于2.5mm），利用其自身罐壁作為引下線，同時設(shè)置獨立的接地體。

油罐的接地裝置采用環(huán)行接地體的形式，接地體采用DN50的鍍鋅鋼管，長度為2.5m，埋地深度為0.5m，且接地體距儲罐的距離不小于3m，油罐接地體之間的距離為3m。接地體與罐壁的連接均采用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼焊接，接地點不應(yīng)少于兩處，且每一接地點的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。

4.2 防雷電閃電感應(yīng)及高電位反擊措施

金屬儲罐的罐體、呼吸閥、量油孔、阻火器、透光孔等金屬附件必須保持電氣連接并接地。罐頂?shù)幕炷涟迮c板、板與梁、梁與柱之間的鋼筋焊成一體，構(gòu)成完善的電氣連接。浮頂罐的浮頂與罐體應(yīng)采用兩根導(dǎo)線做電氣連接，其連接導(dǎo)線應(yīng)選用不小于25.0mm2的銅芯線。對于內(nèi)浮頂油罐，鋼質(zhì)浮盤儲罐連接導(dǎo)線應(yīng)選用橫截面不小于16mm2的軟銅復(fù)絞線；鋁質(zhì)浮盤儲罐連接導(dǎo)線應(yīng)選用直徑不小于1.8mm的不銹鋼鋼絲繩。

為保證不產(chǎn)生地電位反擊和跨步電壓對相鄰金屬設(shè)備和人身的危害，應(yīng)將所有金屬設(shè)備和管線進(jìn)行跨接，使其成為一個等電位體。安裝于地上鋼儲罐上的信息系統(tǒng)裝置其金屬的外殼應(yīng)與罐體做電氣連接，信息系統(tǒng)的配線電纜應(yīng)采用屏蔽電纜。電纜穿鋼管配線時，其鋼管上下兩處應(yīng)與罐體做電氣連接并接地。

5 結(jié)束語

杭州石油公司小河油庫在設(shè)置了雷電防護(hù)裝置之后，油庫系統(tǒng)的接閃裝置可以有效地接受雷電流，并且泄放于大地，使得雷電流對油庫內(nèi)的油泵站、裝卸碼頭及油罐區(qū)等其他功能區(qū)帶來的危害給予了有效的防護(hù)。同時完好的雷電脈沖防護(hù)裝置、閃電感應(yīng)防護(hù)措施以及防閃電電涌侵入措施可以全面地保護(hù)整個油庫系統(tǒng)的安全運行，也對人身財產(chǎn)安全起到了保護(hù)作用。

雖然對其油庫進(jìn)行了全面的雷電防護(hù)設(shè)計，但仍存在許多不足之處。今后，我會在自己的工作崗位上繼續(xù)努力，在工作中積極的探索及研究更有效、更合理、更安全的雷電防護(hù)方案，避免雷電給我們的生活造成危害。

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