雷击对城市燃气设备与管网的危害及防雷保护措施

谭绍禄　曾庆权　梁桂莲

摘 要： 天然气作为一种重要的燃气能源，关系着人们的日常生活，燃气设备和管网主要用于输送天然气，分布范围广，在实际应用中容易受到雷电波入侵，甚至雷电直击，对燃气设备和管网的安全、稳定运行造成极大的危害。因此，采用科学合理的防雷保护措施，消除雷电的影响，保证燃气设备和管网的安全是十分必要的。本文主要分析了雷击对城市燃气设备和管网的危害，并提出有效的防雷保护措施。

关键词： 雷击;城市燃气设备与管网;危害;防雷保护措施

【中图分类号】TN2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）09-0157-01

引言：雷电灾害是影响人类活动的严重灾害之一。随着社会的发展和科学的进步，雷电灾害造成的经济损失和危害程度也大大增加，对建筑物和设备设施造成较大的损坏，有时甚至会危及人们的生命财产安全。燃气设备及管网是保障城市可靠供气的重要设施，其分布点多面广，涉及千家万户的用气安全。它们不仅对建筑物和设施设备造成损害，更甚至会危及及人类的生命安全。所以，应该对燃气设备和管网的防雷处理进行高度的重视，采用有效的防雷保护措施，最大程度减少和避免雷击的损害。

1 雷电对于燃气设备和管网的影响

1.1 雷电对建筑物燃气管网的危害

对于建筑物内部的燃气立管[1]，在遭受雷击后，燃气管道会产生火花放电，时间短、能量小，通常情况下发生火灾的概率较小，如果燃气管道接头位置存在空间间隙并发生少量泄露很容易引起严重的火灾事故。对于户外架空管和建筑物外立管，雷电波很可能会通过管道进入建筑物内部，损坏燃气设备，威胁用户生命安全。

1.2 雷击对高压场站和阀室的损害

一般情况下，高压场站和阀室都设置在室外，且周围的建筑物分布很少，各个建筑物之间存在一定的距离，这使得阀室和高压场站很容易直接受到雷电的袭击。在实际的应用中，高压场站和阀室的调压计量装置需要承担大范围的计量和供气调压，但是雷电的热力破坏和机械性破坏会导致传动齿轮、调压器皮膜、阀门O型圈等元件损坏，造成调压计量不准确。

1.3 雷击对电气自动控制系统的影响

由于存在接地电阻，当发生直击雷或者临近雷击时，会产生高电位，远端和该位置形成电位差，电气自动化控制系统中包含大量的电气设备，像精密设备流量计，压力传感器等，这些电器设备很容易受到雷击的影响而发生损坏，特别是高电压极易击穿电气绝缘材料而形成短路，严重威胁电气自动控制系统的稳定运行。

1.4 雷击对阴极保护绝缘体的危害

一般情况下，我们都会在地面上与地下钢管之间安装绝缘法兰或者绝缘接头来避免钢管被腐蚀[2]，然而，这种防护措施在遇到雷电的高电位的时候就有了被破坏的危险，将直接导致绝缘功能失效，衡电位仪被毁，更甚至破坏管网的阴极保护被破坏，以致危害燃气管网的正常安全运行。

1.5 直击雷对区域燃气调压和计量设备的损害

若燃气设备被雷电直接击中的话，将产生电、热效应和机械力，这些都将使得设备被损坏，进而影响供气安全问题，由于燃气调压和计量设备都是封闭，所以，燃气泄露难以释放。

2 燃气设备和管网的防雷保护措施

2.1 建筑物燃气管网的防雷措施

燃气架空管和立管在规划设计时，应避免设置在建筑物容易遭受雷击的区域，例如大量金属设备聚集的位置，透气管、烟道、天线、金属屋顶、水箱间、电梯间等容易发生接闪的位置，最大程度的减少雷击事故发生率。对于户外架空管和室外立管，在敷设施工过程中应尽量避开建筑物屋檐、女儿墙、檐角等位置，应低于避雷带，对燃气引入管设置电气设备或者防雷装置[3]，然后做好接地连接，接地电阻应小于30欧姆。

2.2 高压场站和阀室的防雷措施

高压场站和阀室主要有两种设置方式：露天設置和站房设置。若高压场站和阀室被设置在露天环境中，工作人员应注意燃气设备和管网的静电跨接设计，对于重要燃气设备和官网区域单独设置静电，由于在露天环境中，燃气不容易聚集，雷电燃烧爆炸事故发生率较低，如果条件允许可在高压场站和阀室上方覆盖厚度不小于4毫米的钢板，雷电热能无法击穿厚度超过4毫米的钢板。

2.3 电气自动化控制系统的防雷措施

电气自动化控制系统[4]内部包含很多精密仪器，其对于高电位或者感应电流的抵抗能力较弱，很容易造成各种元器件的损坏，严重影响电气自动化控制系统的稳定性。在设计自控系统时，应在系统内部设置防浪涌保护装置，将雷电电涌有效隔离在电气自动化控制系统外部。

2.4 阴极保护绝缘体的防雷措施

燃气埋地钢管为减少腐蚀，除了管道外壁包覆了绝缘防腐层外，还会采用阴极保护方式辅助管道防腐，并采用绝缘法兰或者绝缘接头将埋地管道与地上工艺管道隔断以保证埋地管道的负电位，在雷击的高电压下，有时会击穿绝缘法兰或绝缘接头的绝缘层，损坏衡电位仪和阴极保护系统，所以在易受到雷击的地方，最好曹勇绝缘法兰，也可采用耐雷击的绝缘接头。

2.5 区域燃气调压和计量设备预防直击雷的措施

区域燃气调压和计量设备通常不可能单独考虑设置避雷系统，在选择设置位置时，要尽量避开地质上容易落雷的地方，也应该尽量避开地面上容易受到雷击的地方。若是无法避开，最好处于建筑物防雷保护范围里，不然应该有单独的防雷和静电接地措施，避免雷击损坏，另外，平时要注意经常检查有无燃气泄漏现象，减少燃气在箱内积聚的可能，计量箱内流量计与两端金属管宜采用绝缘法兰连接，两端金属管法兰应静电跨接。

结语：总之，燃气设备和管网在实际应用中容易受到雷电影响，很容易发生雷击安全事故，直接威胁人们的生命安全。为了保证燃气设备和管网的安全性、稳定性，应采取有效的防雷措施，加强燃气设备和管网各个环节的防雷处理。

参考文献

[1] 蒋洪恩.浅谈燃气设备及管网的防雷[J].城市建设理论研究（电子版），2012，000（005）：1-8.

[2] 李长江.雷击对燃气设备的影响及其防雷保护[J].科研，2016（11）：00259-00259.

[3] 龙波.影响城市燃气管网安全运行的因素与对策[J].中国化工贸易，2019，011（010）：18.

[4] 张明，陈少平.刍议燃气设备及管网的防雷保护[J].建材与装饰，2012，000（025）：189-190.