航空油料库中接地装置检测桩的布设与应用

摘 要：本文通过在航空油料库区域固定设置阴极保护检测桩、防雷装置检测桩、接地电阻基准桩，准确获取一年四季场站防雷装置检测数据，掌握在不同季节、不同时段、不同土壤电阻率、不同气候条件下的各项参数变化，提高航空油料库防雷检测数据的溯源性、连续性和对比性;同时，通过对比和研判检测数据和参数，对雷电和静电可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面进行综合分析，为民航輸油气站提供雷电防护的科学设计、危害风险控制、经济投资、应急管理等方面服务。

关键词：航空油料库;阴极保护检测桩;防雷装置检测桩;接地电阻基准桩

中图分类号：TM862文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）32-0094-03

Abstract： In this paper， the cathodic protection detection piles， lightning protection device detection piles， and grounding resistance reference piles were fixedly installed in the aviation fuel storage area to accurately obtain the detection data of the lightning protection devices of the stations throughout the year， master the changes of various parameters in different seasons， different time periods， different soil resistivities， and different climatic conditions， and improve the traceability， continuity and contrast of the lightning protection detection data of aviation fuel depots; at the same time， through comparison and study of test data and parameters， the aspects such as personal injuries and deaths， degree of property damage and scope of harm were comprehensively analyzed that may be caused by lightning and static electricity， in order to provide services such as scientific design of lightning protection， hazard risk control， economic investment， and emergency management for civil aviation oil and gas transmission stations.

Keywords： aviation fuel storage;cathodic protection test pile;lightning protection device test pile;ground resistance reference pile

航空油料库内，场地均为钢筋混凝土硬化路面，厚度一般超过30 cm，随着航空运输需求的日益增长，场站经常进行改扩建工程。在进行防雷装置检测时，无法在固定位置设置阴极保护检测桩、防雷装置检测桩、接地电阻基准桩，导致所检测的数据溯源性、连续性和对比性较差，各项仪器检测的参数只能反映当时某个时段的情况。按照检测技术规范要求，定点设置防雷装置检测桩和接地电阻基准桩，人们可以准确获取一年四季场站防雷装置检测数据在不同季节、不同时段、不同土壤电阻率、不同气候条件下的变化，这对检测数据参数溯源和保证其连续性、准确性起到重要的作用。根据检测数据和参数的对比和研判，找出不符合规范项，并及时整改，及时消除隐患，保障航空油料库的各项设施防雷防静电装置安全。

1 布设航空油料输油管道系统阴极保护测试桩

阴极保护测试桩是航空油料输油管道管理维护的必要装置，沿管线按测试功能布设。在航空油料输油管道阴极保护系统中，阴极保护测试桩是非常重要的布设装置，主要作用是指示航空油料输油管道的公里数、提供阴极保护效果、检测运行参数，主要检测参数包括管道电位、电流、绝缘性能。

阴极保护测试桩示意图如图1所示。民用航空油料库应使用热镀锌钢制测试桩。

在施工中，应该同时安装阴极保护的测试装置和其他阴极保护系统。在设置测试装置时，要沿着被保护管道的方向，两个彼此相邻的测试装置应该保留1～3 km的间距。对于途经城市或者工业园区的管道，相邻的测试装置间距应该小于1 km，在受杂散电流干扰影响的测试地区，测试装置的间距需要适当缩短。

2 航空油料库防雷装置检测桩设置

按照河南省地方标准《航空油料输油管道系统防雷装置检测技术规范》（DB41/T 1842—2019）的要求，应在航空油料输油管道、场站系统所包含的各地网之外，选择适当位置设置热镀锌金属桩。民用航空油料库设置防雷装置检测桩，测试各地网的接地阻值和接地阻抗，符合规范，数据准确，可塑源性和对比性强，检测数据可连续保存。

2.1 材质

防雷装置检测桩应采用热镀锌钢材。钢材延缓环境腐蚀的有效手段之一就是对钢材进行热浸镀锌，即钢铁制品浸于熔融的锌液中进行清洗、活化，然后通过锌铁之间的扩散和反应，钢铁制品表面镀覆附着性良好的锌合金镀层。

2.2 位置

防雷装置检测桩布设时，应考虑设置用于检测大地网接地阻抗和检测接地阻值两种形式的检测桩。测试接地装置的接地阻抗时，电流极要布置得尽量远，通常，电流极被试接地装置边缘的距离应为被试接地装置最大对角线长度的4～5倍（平行布线法），土壤电阻率均匀的地区可取至少2倍（三角形布线法）。平线布线法电压引线长度为电流引线长度的0.618倍，三角形布线法引线长度等于电流引线长度。防雷装置检测桩用于检测接地阻抗时，应距离地网至少20 m。

2.3 埋深及土壤

为了最大限度地降低跨步电压，保证安全，防雷装置检测桩地下深度设置为1.5 m，地上部分不低于0.5 m，其受雨水直接冲刷小，各项条件比较稳定，距建筑物入口处及人行道不宜小于3 m。固定位置设置检测桩时，其数量应根据地网个数确定，每个地网不应少于两处检测桩，两桩间距不应小于20 m。其间应根据土壤电阻率来确定合适的场地设置检测桩。如果遇建筑垃圾过多或高土壤电阻率等情况，应考虑换土后再设置检测桩。

3 民航使用油库接地电阻基准桩的布设

接地电阻基准桩应布设在需要检测的地网内，与地网可靠焊接并做防腐处理。它是地网接地阻值基准点，以该基准点作为地网内所有与地网相连接的各金属设施和机电设施等进行电位连接的基准点，然后进行导通性测试。数据连续记录，并分时段、季节进行比对。

4 航空油料库大地网检测中接地电阻基准桩、防雷装置检测桩的应用

4.1 电位降法

电位降法是指按图2布置测试接地装置接地阻抗的测试回路，而且需要符合测试回路的布置要求。其中，电流极为C;被试接地装置为G;被试接地装置最大对角线长度为D;电位极为P;电流极与被试接地装置边缘的距离为dCG;测试距离间隔d;电位极与被试接地装置边缘的距离为x。

根据电流极C和流过被试接地装置G的电流I发生改变，电位极P从G的边缘开始沿与电流回路成30°～45°的方向向外移动，每间隔d（50、100、200 m）测试一次P与G之间的电位差U，通过计算绘制出U与x的变化曲线。电位零点位于曲线平坦处，在试验电流下，被试接地装置的电位升高U，其为曲线点间的电位差。

倘若电流线与电位线呈角度放设时确实存在困难，可将两者放设在同路径，但应该保持尽量远的距离。

倘若确定电位曲线的平坦点存在困难，则可能受电流极C或被试接地装置的影响，考虑将电流回路延长;地下情况复杂时，可以考虑使用其他方法来测试与校验。

4.2 电流、电压表三极法

三极法中，同方向（同路径）放设电流线和电位线的方法被称为直线法，如图3所示。其中，电流极为C;被试接地装置为G;D是被试接地装置最大对角线长度;电位极为P;电流极与被试接地装置边缘的距离为dCG;电位极与被试接地装置边缘的距离为dPG。dCG符合测试回路的布置要求，dPG通常为dCG的0.5～0.6倍，电位极P应在被测接地装置G与电流极C的连线方向上移动三次，每次移动的距离约为dCG的5%，直到三次测试的结果误差控制在5%以内。

4.3 接地电阻测试仪法

采用接地电阻测试仪进行接地网接地电阻测试时，接线方法如图4所示。其测试要求、原理及布线与三极法相似。E接被测量地网，P1接被測量地网，P2接测量电压线，C接测量电流线。

在使用三极法测量时，E极需要与P1短接，如果地网的接地电阻很小，当地网接地的电阻小于0.5 Ω时，为了提高测量精度，减小仪器与接触电阻及地网测量引线电阻对测量结果的影响，可将E极与被测量地网P短路片放开;其需要单独引线与地网测试点相连，以减小接触电阻引起的误差。

参考文献：

[1]河南省市场监督管理局.航空油料输油管道系统防雷装置检测技术规范：DB41/T 1842—2019[S].北京：中国标准出版社，2019.

[2]王文娟，龚裕华.油库雷电的危害和防雷措施[J].科技信息，2013（11）：397.

[3]邓宁文，康强，李韬.石油化工油库的防雷设计[J].科技资讯，2011（3）：77-78.

[4]杜晓宾，吕国锋，张锋，等.输油气场站及RTU阀室防雷接地系统电位差的减小和消除[J].工程技术研究，2019（3）：105-106.

[5]华天电力.浅谈变电站接地网接地电阻测试的原理方法及意义[EB/OL].（2009-10-29）[2020-09-28].https：//www.whhuatian.com/shownews_jswz.asp？id=524.