李春影,张春龙,李鹏飞,张修典,张卫星
(黑龙江省气象灾害防御技术中心,黑龙江 哈尔滨150030)
黑龙江省加油站防雷安全检测技术要点
李春影,张春龙,李鹏飞,张修典,张卫星
(黑龙江省气象灾害防御技术中心,黑龙江 哈尔滨150030)
雷电是自然界中最为重要的大气现象之一,它是发生在大气中的一种瞬态的、大电流、高电压、高功率、长距离的放电现象。雷电放电瞬间可产生数十千安,甚至数百千安的放电电流,强大的雷电流能产生巨大的破坏力和超强的电磁干扰,对于石化行业、危化场所、电力设施、通讯行业、铁路等行业构成严重安全威胁,它会破坏建筑物、电气设备,严重导致人员伤亡。随着城镇化的不断发展,机动车辆不断增多,加油站数量也呈明显增加趋势,且分布广泛,加油站属于易燃易爆场所[1],大多建于空旷地带,更增加了雷击的概率,为最大限度降低雷击所造成的危害,做好防雷安全检测工作十分重要。本文针对黑龙江省春季加油站防雷安全检测中发现的各种问题进行总结,结合最新的技术规范,给出了加油站防雷检测的技术要点,以期为加油站等易燃易爆场所防雷检测给予一定的技术指导。
加油站的防雷检测工作非常繁琐复杂,检测人员必须系统学习掌握相关规范,并综合现场检测实际情况分析,才能最终判定防雷措施是否符合要求,因此要做好充分的准备工作。主要包括以下几点:
(1)防雷检测应依据建筑物防雷技术规范和加油站本身相关设计规范。加油站的防雷检测宜按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)、《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2012)、《建筑物防雷装置检测技术规范》(GB/T 21431-2015)、《爆炸和火灾危险环境防雷装置检测技术规范》(QX/T110-2009)等相关技术规范要求开展防雷安全检测。
(2)要保证检测仪器和设备符合易燃易爆场所使用规定,检查各仪器仪表应在有效检定期内,性能要良好,各项性能要达到测量项目所需精度要求。加油站属于易燃易爆场所,所使用的对讲机和工具应具有防爆功能,检测人员的服装和鞋帽应满足防静电要求,防止出现静电火花,且禁止携带火种、手机等设备,以免造成火灾事故。
(3)进入现场后,在检测作业前检测人员应认真查阅被检加油站的防雷工程设计和施工图纸、防雷装置技术评价报告等相关资料,以方便掌握加油站防雷整体设计情况,根据加油站防雷等级开展检测,一般认为加油站属于二类防雷建筑。
(4)现场防雷安全检测应成立小组(≥3人),严格遵守防雷检测技术规范和操作规程,在加油站管理人员的陪同下进行。一般遵循先室外后室内、分区检测的方式,可按照罩棚加油区、罐区和站房三个区域分区进行检测。对加油站的直击雷防护检测、其次对雷电感应检测、最后对雷击电磁脉冲防护进行检测。
(5)对加油站进行防雷安全检测时应避免雷雨天,选择晴好天气作业。在进行接地电阻测量时,应提前对土壤条件进行了解,避开回填土,合理选择检测仪器测试桩的位置。测量时尽量避开地下金属管道、通信线路等。如果找不到合适的原土或者周围土壤不满足测量要求,可采取水泥硬化面上洒水,作为等效测试的技术手段。
雷电的损坏形式主要可以分为直击雷、雷电感应、雷击电磁脉冲三种,本文按雷电的损坏形式分别讨论。对罩棚、站房、油罐体、供电电缆金属护套、信息线路金属护套、通风管、卸油(车)管口、加油机、加油枪等宜共用接地系统的防雷检测要求接地电阻≤4 Ω,卸油静电接地桩和静电接地仪的接地电阻阻值<100 Ω,金属法兰等电位连接过渡电阻≤0.03 Ω时符合技术标准。防雷击电磁脉冲措施主要判断为是否安装了适配的电涌保护器(SPD)。
3.1 防直击雷装置检测
加油站防直击雷检测主要是指对站房、罩棚、加油站外围的广告牌等大型金属物的接地情况进行检测。主要分为以下4个方面:
(1)加油站内站房防直击雷检测。检查是否敷设接闪器,检查接闪器材料规格及施工工艺是否符合规范要求,检查接闪器上是否缠绕线缆,接闪器是否存在锈蚀、断裂、倒伏等现象。通过施工图纸判断暗敷的引下线和接地装置是否符合要求;
(2)罩棚直击雷检测。当加油区罩棚为金属屋面时,宜利用其本身作接闪器。罩棚的防雷检测主要包括两个方面:罩棚的接地情况和材料规格进行检测。进行罩棚的接地情况检测时,首先查看罩棚四个支柱是否预留防雷检测口,若预留防雷检测口,至少选择对角两个防雷检测测试口进行罩棚的接地测试,分别记录阻值;
(3)当建筑物屋面架有设备或金属构件时,用滚球法计算其是否处于接闪器保护范围之内,若处在接闪器保护范围之外,应单独加装接闪器加以保护,并与屋面接闪器进行等电位连接;
(4)检查被检加油站外围大型金属广告牌、灯杆、旗杆、加油岛金属防撞桩等大型金属物是否可靠接地。一般这些金属物设置在加油站外围或油罐区附近,容易被忽视。若等电位连接不良,一旦遭受雷击,将产生巨大的跨步电压而对附近行人和加油站设施产生危害。
3.2 防雷电感应检测
雷电感应,是闪电放电时在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花放电[2]。雷电感应除了会导致电子设备失效,还可能产生电火花引起加油站内储存的原油起火或者爆炸,从而造成巨大损失。为杜绝此类事故的发生,加油站内的金属物、设备等必须进行良好接地和可靠等电位连接。加油站防雷电感应措施检测技术要点如下:
(1)检测加油站站内各种管道、构架、设备等金属物是否可靠接地,检测连接导体的材料规格、施工工艺。这些金属物主要包括加油机机身、加油枪、加油岛金属防护层及防撞桩、站房内监控机柜、站房内网络机柜、油罐及金属储罐附件、信息系统配电线缆金属外皮两端或保护钢管两端等;对加油机机身进行检测应将加油机机箱门打开检查,并至少选择两个检测点,分别测试加油机接地和机架相关部件接地情况,分别记录阻值。对加油枪进行检测应选择加油枪枪头和枪柄两个检测点,测试加油枪接地情况,分别记录阻值。加油岛金属防护层及防撞桩是为保护加油岛及加油机安全防止撞击设置的金属防护设施,接地检测时应根据实际情况每个防护层及防撞桩各选择一个检测点,分别记录阻值。测试监控机柜和网络机柜外壳的接地阻值,检查其接地情况,分别记录阻值。检测金属储油罐时,首先检查操作井井盖是否接地,然后打开操作井井盖,检查罐体是否两点以上接地,如果罐体接地点埋地无法确定时应查阅图纸。对金属储罐附件的接地检测主要包括通风管、卸油口、油气回收口、油罐的外露接地检测点等,每根金属储油罐附件各选择一个检测点检测,并记录相应阻值。对信息系统配电线缆金属外皮两端或保护钢管两端的检测主要指对信息系统配电线缆护套的接地测试,每根护套管为一个测试点,分别记录阻值。
(2)检测平行或交叉敷设的长金属物敷设间距是否符合要求,可通过认真查阅加油站的防雷设计施工图纸等相关技术资料进行检测确认,若不符合,应检查是否采取相应的跨接措施。
(3)检查通风管、阀门、法兰盘、卸油管口等连接处及操作井内液位仪等电气仪表的等电位连接情况,并使用等电位测试仪测量过渡电阻。当过渡电阻小于0.03 Ω时,则符合规范要求。法兰盘的检测包括加油站罐区操作井内管道法兰盘连接处、卸油口法兰盘连接处、通风管法兰盘连接处等,检测点数根据实际法兰盘连接情况确定,五个螺栓以下的法兰盘需进行跨接,五个以上的法兰盘如果在非腐蚀环境下可不进行跨接处理。
(4)检查罐区设置的防静电接地桩是否符合规范要求。储罐与罐车连接瞬间可能会产生电火花,GB50156-2012[3]第11.2.11条要求检查加油加气站的汽油罐车卸车场地是否设卸车时用的静电接地装置,并应设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪。专设的静电接地仪接地阻值应≤100 Ω。
3.3 防雷击电磁脉冲措施检测
雷击电磁脉冲雷电放电时产生的强烈电磁脉冲,可沿着加油站内的金属管道或电源线路侵入到加油站站房内,危及人身安全或损坏电气、电子设备。因此,需要采取防雷击电磁脉冲措施,一般采取安装适配的电涌保护器(SPD)进行多级保护[4],主要检测要点如下:
(1)低压配电线路敷设方式及接地型式检测。对于采用共用接地装置的加油站来说,电源系统进线一般位于配电房内,然后再由配电房引至站房。此时,首先要检查电源线路的进线方式,要求穿钢管埋地引入。检查供电系统接地型式是否采用TN-S系统。
(2)检测配电系统是否安装相适配的电涌保护器。GB50156-2012第11.2.9条[3]要求:在供配电系统的电源端应安装与设备耐压水平相适应的过电压(电涌)保护器。总配电房配所是否安装一级10/350 μs的SPD,后端计算机设备和加油机电源前端是否安装8/20 μs的 SPD,若已设,此时应检查SPD的安装是否符合要求,包括SPD的安装位置、安装质量、运行状态、电气参数等。
(3)检查SPD的电气参数是否符合规范要求,主要包括SPD的标称放电电流In,最大持续运行电压Uc,电压保护水平Up,SPD的 Up必须始终小于设备的冲击耐压Uw。
(4)检查SPD的安装质量,SPD两端的连接线要求短而直,一般总长不能超过0.5 m;检查SPD是否有接地线以及接地线连接是否可靠。即使接地线接到配电箱上,仍需测试配电箱本身是否有防雷接地。
(5)检查SPD运行状态是否良好。一般SPD上都有明显的状态指示标识,如果标识变红说明SPD已经失效或老化,需立即更换。使用静态参数测试仪测试SPD内部压敏电阻的泄漏电流,当漏流大于20 μA时视为老化严重,应立即整改。
根据全省中石油几百家加油站防雷检测数据,存在的防雷安全隐患共性如下:
(1)站房使用金属屋面进行接闪,无引下线和接地检测口;站房存在无防护的架空线缆,甚至搭接在防雷装置上。
(2)站内加油区的加油岛金属防护层和防撞桩属于大型金属构件,但是常被忽略,未进行等电位连接;静电接地桩虚假接地严重;罐区法兰盘跨接线锈蚀严重。
(3)部分加油站供电系统接地型式是未采用TN-S系统,多为TN-C系统,即常说的零地合一;SPD的安装不规范,加油机电源前端未安装SPD防护,标称放电电流In选值过小,计算机设备前端Up值选用过大;SPD地线过长,并且多为虚假接地。
加油站具有易燃易爆场所的属性,对加油站进行防雷安全检测需要严格按照国家和地方相关标准规范,期望借助本文的防雷检测技术要点,做到检测规范化、标准化、严格化。全面做好加油站防雷安全检测工作,促进防雷减灾工作健康发展。
[1]QX/T110—2009,爆炸和火灾危险环境防雷装置检测技术规范[S].北京:气象出版社,2009.
[2]GB50057-2010,建筑物防雷设计规范[S].北京:中国建设出版社.
[3]GB50156—2012,汽车加油加气站设计与施工规范[S].
[4]朱兵兵,陈威,胡雷雷.加油站防雷检测要点[J].山东工业技术,2016,(05):273.
1002-252X(2017)03-0034-03
2017-6-1
李春影(1987-),女,黑龙江省青冈县人,南京信息工程大学,硕士生,工程师.