汽车加油站接地电阻值设计探讨

江一涛

福建省宁德市气象灾害防御技术中心 福建 宁德 352100

概述

在日常接触的汽车加油站电气设计中，经常看到关于加油站接地体接地电阻值的设计条款为“防雷接地、防静电接地、电气设计的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻值不大于1Ω”，在实际工程中，由于受到加油站所处地点土壤电阻率影响，其最终接地电阻值很难达到≤1Ω的要求，这就要求必须增设人工接地体进行补偿，但由于场地所限，施工难度较大。部分设计者会因此更改设计为“防雷接地、防静电接地、电气设计的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，单独设置接地装置，其接地电阻值不大于4Ω”，该设计虽然放宽了接地电阻值的要求，但由于要求各接地体独立设置（地下必须保持大于3米的安全距离），施工难度更大了，《建筑物防雷设计规范》中也明确说明“在一栋建筑物中设置了独立接地体，在动态条件上实际上是把人身安全和设备安全放在第二位，这是不对的”。本文综合以上情况，结合接地体的计算以及国家规范条文的相关要求，仅对共用接地体的情况进行分析，希望能给出一个汽车加油站接地体工频接地电阻值更加合理的参考意见。

1 接地电阻的计算值和规范要求

1.1 接地电阻计算值

一加油站占地面积为10000㎡，所处位置土壤电阻率为300Ω·m（该取值为GB/T 21431-2015附录B表1中的中等土壤状况），我们以自然接地体设计最优情况考虑，设计沿加油站最边缘敷设水平接地极为主的闭合复合型接地网，这样接地网面积可达到10000㎡，如地网为正方形，则接地网外缘总长度为400m，如水平接地极每间隔5m一条，则水平接地极总长度为4000m，假设该水平接地极等效直径能达到2㎡，埋设深度为0.5m，经计算，其接地阻值为1.28Ω。

1.2 规范要求

《汽车加油加气站设计与施工规范[1]》GB50156-2012第11.2.2条第1款“防雷接地、防静电接地、电气设计的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻值应按其中接地电阻要求最小的接地电阻值确定”。这个条款说明了两个问题。首先，各系统接地宜共用接地装置；其次，对于接地装置的接地电阻值虽然并未明确做出数值上的规定，但也表明了应按各不同接地的最小值来进行确定。

2 接地电阻设计值合理性分析

（1）计算值的分析。对于某加油站接地体的工频接地电阻值的计算上文中已经举出实例，在土壤电阻率居中的情况下，其地网面积、接地极等效直径、埋设深度、水平接地极总长度应该说已经达到了很高的设计标准，普通的加油站是很难达到这种标准的。

（2）规范条文分析。对于加油站来说，接地体的设置主要用于防雷接地、防静电接地、电气设计的工作接地、保护接地及信息系统的接地。由于《汽车加油加气站设计与施工规范》中表明了，应按各系统接地的最小值来进行确定共用接地的阻值，那么只要明确了这些不同的接地对于阻值的要求，从其中找出最小值就可以了。

《汽车加油加气站设计与施工规范[1]》第11.2.2条第2款“当各自单独设置接地装置时，油罐、LPG储罐、LNG储罐和CNG储气瓶（组）的防雷接地装置的接地电阻、电气系统的工作和保护接地电阻不应大于4Ω，地上油品、LPG、CNG和LNG管道始、末端和分支处的接地装置的接地电阻，不应大于30Ω”；第11.2.15条“防静电装置的接地电阻不应大于100Ω”。这两个条款分别对单独设置时防雷接地、电气设计的工作接地和保护接地、防静电接地的阻值做出了要求，如按照最小值来确定，结合以上两个条款来看，接地阻值应为不大于4Ω，但该规范对于加油站内的站房和罩棚等采用屋面接闪带（网）或金属屋面做防雷保护的接地以及信息系统接地的阻值在数值上并未明确。

对于加油站内的站房和罩棚的屋面接闪带（网）或金属屋面防雷接地的阻值要求，查找了《建筑物防雷设计规范[2]》GB50057-2010。对于大多数汽车加油站而言，其防雷类别应为第二类，对于专设引下线的冲击接地电阻值要求不大于10Ω，即对于独立的防雷接地系统而言，其站房和罩棚的防雷接地电阻值不大于10Ω即可。

对于信息系统的接地阻值要求，在《建筑物电子信息系统防雷技术规范[1]》GB50343-2012和《数据中心设计规范》GB50174-2017（原《电子信息系统机房设计规范》）与《汽车加油加气站设计与施工规范》中对于信息系统接地电阻值的描述基本一致，但均未说明具体数值。

《建筑物防雷装置检测技术规范[3]》GB/T 21431-2015中第5.4条的表3注1中，描述为“加油加气站防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统接地当采用共用接地装置时，其接地电阻不应大于4Ω”，其对于共用接地情况下的接地电阻值有比较明确的规定为≤4Ω。

（3）原理分析。从雷电造成的过电压基本计算公式U=IR+L(di/dt)来分析，IR（雷电流和接地电阻的乘积）项对于建筑物内某一小范围内互相连接在一起的金属物（包括防雷装置）来说都是一样的，它们之间的电位差与防雷装置的接地电阻无关，也就是说，在加油站已经采取了较为严格的各种金属物与防雷装置之间的等电位连接措施时，不必要求很低的接地电阻。

对于信息系统而言，由于现代电子系统绝大多数为数字化系统，其工作频率为数十至数百兆赫兹。当电子系统的功能性接地流过高频电流时，其接地阻抗和感抗将增至很大，其数值均远远超出了工频接地电阻值，在这种情况下，要求功能性接地电阻做到很低（0.5～1Ω）是毫无意义的。

3 结束语

对于汽车加油站接地系统的设计，宜采用共用接地装置，其工频接地电阻值的设计要求为不大于4Ω是较为合理的。