天然氣場站防雷防靜電系統(tǒng)設計
作者：李業(yè)?！?
來源：廣東博意建筑設計院有限公司
評論： 更新日期：2016年09月16日
工藝專業(yè)一般都在加氣站、門站、調壓站等場站的進出站管道上設有絕緣接頭。絕緣接頭的功能主要有兩個，一是將陰極保護電流限制在站外管道上，防止陰極保護電流通過站內工藝裝置的接地系統(tǒng)流失，二是將站內設備的雜散電流隔絕在站內，防止雜散電流流到站外長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電流及站內雜散電流用，而不能作為過電壓的安全防護措施用，站內及管道上因雷擊產生的高電壓、站內設備故障產生的高電壓、管道上因氣流摩擦而產生的靜電、長輸管道的感應過電壓等都會將絕緣接頭損壞。絕緣接頭一旦損壞就會對長輸管道或者城市管網(wǎng)的陰極保護系統(tǒng)造成嚴重影響，甚至使陰極保護系統(tǒng)失效，所以必須為絕緣接頭添加防護措施。絕緣接頭的防護裝置主要有避雷器、電解接地電池、極化電池及二極管保護器，目前應用最廣泛的是接地電池。接地電池是用來提供一個低電阻通道，排放強電電涌但不泄漏陰極保護直流電流的一種裝置，通常采用鋅材料制作[1]。
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在各級配電柜／箱及信息系統(tǒng)線路上安裝相應級別的電涌保護器(SPD)，以把雷電流及電氣系統(tǒng)故障電流盡可能地泄入大地，保護用電設備的安全。為使SPD安裝處呈現(xiàn)的最大電涌電壓足夠低，SPD兩端的引線應做到最短(兩端引線總長度不宜大于0.5m)，并且要避免形成過大環(huán)路，以獲得最佳保護效果。當引線較長而產生的引線寄生感應電壓較大時，可采用圖4中(c)、(d)的接線，以轉移和補償引線的寄生電感，從而改善保護電路的性能[2]。
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4 接地
天然氣場站內低壓配電系統(tǒng)的接地型式統(tǒng)一采用TN-S系統(tǒng)，PE線與N線分開設置。接地裝置埋深要大于1m，埋設的水平接地體采用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×5mm的鍍鋅角鋼，垂直接地的埋設間距為5m。
《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術規(guī)范》NB/T1001—2011第8.2.3條規(guī)定：“站內建筑物防雷裝置的接地、靜電接地、電氣和電子信息系統(tǒng)等接地應共用接地裝置，其接地電阻不應大于4W?！崩习逡?guī)范《汽車加油加氣站設計與施工規(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、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統(tǒng)的接地等，宜共用接地裝置，其接地電阻不應大于4W?！钡掳娴摹镀嚰佑图託庹驹O計與施工規(guī)范》GB50156—2012第10．2．2條規(guī)定：“防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統(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)汽車加氣站技術規(guī)范》NB／Tl001—2011對站內的整體接地電阻做了比較明確的規(guī)定，但《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》GB50156—2012的級別更高、要求也更嚴格，所以加油加氣站的接地電阻應該以后者的要求為準。
在各種接地中防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地和保護接地規(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，電氣設備的工作接地和保護接地不大于4W，但對信息系統(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)機房設計規(guī)范》GB50174—2008第8．4．2條規(guī)定：“保護性接地和功能性接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻應按其中最小值確定?！薄督ㄖ镫娮有畔⑾到y(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343—2004第5．2．5條規(guī)定：“防雷接地應與交流工作接地、直流工作接地、安全保護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備中要求的最小值確定。”《石油化工儀表接地設計規(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，不應大于4W?！薄秲x表系統(tǒng)接地設計規(guī)定》HG／T20513—2000第6．0．3條規(guī)定：“儀表系統(tǒng)的接地電阻不應大于4W?！薄队嬎銠C場地通用規(guī)范》GB／T2887—2011第4．8．2．2條規(guī)定：“計算機設備沒有明確要求時，場地的接地電阻不應大于1W?！薄睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》JGJl6—2008 12．7．1條第3款規(guī)定：??“電子設備接地宜與防雷接地系統(tǒng)共用接地網(wǎng)，接地電阻不應大于1W?！?1．7．2條第l款規(guī)定：“保護接地的接地電阻值，單獨設置接地體時，不應大于4W。采用共用接地網(wǎng)時，不應大于1W。”《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50198—2011第3．5．4條第3款規(guī)定：“采用綜合接地網(wǎng)時，其接地電阻不得大于1W?！?/div>
但《計算機場地通用規(guī)范》GB／T2887—2011適用于大型的計算機中心機房，計算機中心集中了大量的微電子產品，對雷電、靜電、電磁輻射等極為敏感，一旦遭受破壞，將導致整個地區(qū)的計算機網(wǎng)絡信息系統(tǒng)癱瘓，給社會造成難以估計的損失?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》JGJl6—2008和1《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50198—2011明確注明只適用于民用系統(tǒng)，不適用于天然氣場站等工業(yè)系統(tǒng)。民用領域考慮到目前高層建筑日益增多，高層建筑的基礎鋼筋網(wǎng)規(guī)模很大，整個建筑的接地系統(tǒng)接在基礎鋼筋網(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很容易實現(xiàn)。天然氣場站內主要的計算機系統(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。天然氣場站內建構筑物一般不會超過3層，建構筑物的基礎都比較小，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，筆者以往接觸的工程竣工時實測接地電阻也基本在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。所以在進行天然氣場站的設計時信息系統(tǒng)的接地電阻值不大于4W即可，站內的防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統(tǒng)接地共用接地裝置，其接地電阻不應大于4W。
5 結論
在天然氣場站的防雷防靜電系統(tǒng)設計中，需要重視和研究的問題還很多，在此筆者只是對在工作過程中發(fā)現(xiàn)的一些比較重要的問題進行了簡單的論述，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越多的好處與便利。
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參考文獻
1胡仕信.陰極保護工程手冊[M].第二版，北京：化學工業(yè)出版社，1999：179
2任元會.工業(yè)與民用配電設計手冊[M].第三版，北京：中國電力出版社，2012：842-843
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