天然氣場(chǎng)站防雷防靜電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
作者：李業(yè)福
來(lái)源：廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司
評(píng)論： 更新日期：2016年09月16日
工藝專業(yè)一般都在加氣站、門站、調(diào)壓站等場(chǎng)站的進(jìn)出站管道上設(shè)有絕緣接頭。絕緣接頭的功能主要有兩個(gè)，一是將陰極保護(hù)電流限制在站外管道上，防止陰極保護(hù)電流通過(guò)站內(nèi)工藝裝置的接地系統(tǒng)流失，二是將站內(nèi)設(shè)備的雜散電流隔絕在站內(nèi)，防止雜散電流流到站外長(zhǎng)輸管道或者城市管網(wǎng)上造成雜散電流干擾腐蝕。但絕緣接頭只能作為隔絕管道陰極保護(hù)電流及站內(nèi)雜散電流用，而不能作為過(guò)電壓的安全防護(hù)措施用，站內(nèi)及管道上因雷擊產(chǎn)生的高電壓、站內(nèi)設(shè)備故障產(chǎn)生的高電壓、管道上因氣流摩擦而產(chǎn)生的靜電、長(zhǎng)輸管道的感應(yīng)過(guò)電壓等都會(huì)將絕緣接頭損壞。絕緣接頭一旦損壞就會(huì)對(duì)長(zhǎng)輸管道或者城市管網(wǎng)的陰極保護(hù)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，甚至使陰極保護(hù)系統(tǒng)失效，所以必須為絕緣接頭添加防護(hù)措施。絕緣接頭的防護(hù)裝置主要有避雷器、電解接地電池、極化電池及二極管保護(hù)器，目前應(yīng)用最廣泛的是接地電池。接地電池是用來(lái)提供一個(gè)低電阻通道，排放強(qiáng)電電涌但不泄漏陰極保護(hù)直流電流的一種裝置，通常采用鋅材料制作[1]。
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在各級(jí)配電柜／箱及信息系統(tǒng)線路上安裝相應(yīng)級(jí)別的電涌保護(hù)器(SPD)，以把雷電流及電氣系統(tǒng)故障電流盡可能地泄入大地，保護(hù)用電設(shè)備的安全。為使SPD安裝處呈現(xiàn)的最大電涌電壓足夠低，SPD兩端的引線應(yīng)做到最短(兩端引線總長(zhǎng)度不宜大于0.5m)，并且要避免形成過(guò)大環(huán)路，以獲得最佳保護(hù)效果。當(dāng)引線較長(zhǎng)而產(chǎn)生的引線寄生感應(yīng)電壓較大時(shí)，可采用圖4中(c)、(d)的接線，以轉(zhuǎn)移和補(bǔ)償引線的寄生電感，從而改善保護(hù)電路的性能[2]。
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4 接地
天然氣場(chǎng)站內(nèi)低壓配電系統(tǒng)的接地型式統(tǒng)一采用TN-S系統(tǒng)，PE線與N線分開設(shè)置。接地裝置埋深要大于1m，埋設(shè)的水平接地體采用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×5mm的鍍鋅角鋼，垂直接地的埋設(shè)間距為5m。
《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》NB/T1001—2011第8.2.3條規(guī)定：“站內(nèi)建筑物防雷裝置的接地、靜電接地、電氣和電子信息系統(tǒng)等接地應(yīng)共用接地裝置，其接地電阻不應(yīng)大于4W?！崩习逡?guī)范《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50 156—2002(2006年版)第10．2．2條規(guī)定：“加油加氣站的防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻不應(yīng)大于4W。”但新版的《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50156—2012第10．2．2條規(guī)定：“防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)的接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻應(yīng)按其中接地電阻值要求最小的接地電阻值確定?！彪m然《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》NB／Tl001—2011對(duì)站內(nèi)的整體接地電阻做了比較明確的規(guī)定，但《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50156—2012的級(jí)別更高、要求也更嚴(yán)格，所以加油加氣站的接地電阻應(yīng)該以后者的要求為準(zhǔn)。
在各種接地中防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地和保護(hù)接地規(guī)范規(guī)定的比較明確，防雷接地電阻值一般不大于10W，防靜電接地電阻值不大于30W，電氣設(shè)備的工作接地和保護(hù)接地不大于4W，但對(duì)信息系統(tǒng)接地電阻值規(guī)范規(guī)定的不是十分明確。
《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174—2008第8．4．2條規(guī)定：“保護(hù)性接地和功能性接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻應(yīng)按其中最小值確定。”《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343—2004第5．2．5條規(guī)定：“防雷接地應(yīng)與交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地共用一組接地裝置，接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定?！薄妒突x表接地設(shè)計(jì)規(guī)范》SH／T 3081—2003第7．3條規(guī)定：“儀表及控制系統(tǒng)的接地電阻為工頻接地電阻，不應(yīng)大于4W?！薄秲x表系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)規(guī)定》HG／T20513—2000第6．0．3條規(guī)定：“儀表系統(tǒng)的接地電阻不應(yīng)大于4W?！薄队?jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》GB／T2887—2011第4．8．2．2條規(guī)定：“計(jì)算機(jī)設(shè)備沒(méi)有明確要求時(shí)，場(chǎng)地的接地電阻不應(yīng)大于1W。”《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJl6—2008 12．7．1條第3款規(guī)定：??“電子設(shè)備接地宜與防雷接地系統(tǒng)共用接地網(wǎng)，接地電阻不應(yīng)大于1W?！?1．7．2條第l款規(guī)定：“保護(hù)接地的接地電阻值，單獨(dú)設(shè)置接地體時(shí)，不應(yīng)大于4W。采用共用接地網(wǎng)時(shí)，不應(yīng)大于1W?！薄睹裼瞄]路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198—2011第3．5．4條第3款規(guī)定：“采用綜合接地網(wǎng)時(shí)，其接地電阻不得大于1W?！?/div>
但《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》GB／T2887—2011適用于大型的計(jì)算機(jī)中心機(jī)房，計(jì)算機(jī)中心集中了大量的微電子產(chǎn)品，對(duì)雷電、靜電、電磁輻射等極為敏感，一旦遭受破壞，將導(dǎo)致整個(gè)地區(qū)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)癱瘓，給社會(huì)造成難以估計(jì)的損失。《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJl6—2008和1《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198—2011明確注明只適用于民用系統(tǒng)，不適用于天然氣場(chǎng)站等工業(yè)系統(tǒng)。民用領(lǐng)域考慮到目前高層建筑日益增多，高層建筑的基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)規(guī)模很大，整個(gè)建筑的接地系統(tǒng)接在基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)上以后接地電阻已經(jīng)很小，往往在0.5W以下。所以要求接地電阻不大于1W很容易實(shí)現(xiàn)。天然氣場(chǎng)站內(nèi)主要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)本身有一定的防雷、防電磁干擾性能，對(duì)環(huán)境要求較低，根據(jù)規(guī)范接地電阻不大于4W即可滿足要求。天然氣場(chǎng)站內(nèi)建構(gòu)筑物一般不會(huì)超過(guò)3層，建構(gòu)筑物的基礎(chǔ)都比較小，必須靠額外的人工接地體才能將接地電阻控制在較小范圍內(nèi)，筆者以往接觸的工程竣工時(shí)實(shí)測(cè)接地電阻也基本在1W～4W之間(筆者接觸的工程大都在北方地區(qū))，要小于1W非常困難。所以在進(jìn)行天然氣場(chǎng)站的設(shè)計(jì)時(shí)信息系統(tǒng)的接地電阻值不大于4W即可，站內(nèi)的防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及信息系統(tǒng)接地共用接地裝置，其接地電阻不應(yīng)大于4W。
5 結(jié)論
在天然氣場(chǎng)站的防雷防靜電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要重視和研究的問(wèn)題還很多，在此筆者只是對(duì)在工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一些比較重要的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，希望能引起大家的重視，以減少安全隱患。隨著天然氣行業(yè)的快速發(fā)展，天然氣必將為我們的生活提供越來(lái)越多的好處與便利。
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參考文獻(xiàn)
1胡仕信.陰極保護(hù)工程手冊(cè)[M].第二版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999：179
2任元會(huì).工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第三版，北京：中國(guó)電力出版社，2012：842-843
