城镇燃气雷电防护及防雷设计技术要点浅析

城镇燃气雷电防护及防雷设计技术要点浅析

周晨阳

南京市燃气工程设计院有限公司  210009

摘要：雷电属于自然气象的范畴，它是由雷雨云内部的堆积和极性的形成而引起的放电现象。它的特点是持续时间短，电磁辐射大，电流和电压都比较高。对在城镇内修建的燃气场站安全威胁极大，严重时甚至可能导致燃气场站内设施被破坏，爆炸焚毁，严重危及燃气场站及其附近群众的生命和财产安全。所以城镇地区燃气场站做好雷电防护措施以及相关的安全检查是非常重要的。文章基于城镇燃气雷电保护工作现状，对雷电保护策略进行分析，总结出防雷设计的技术要点。关键词：城镇燃气工程；雷电防护；防雷设计

前言

闪电的产生和降落都会引发各种不同强度的电涌、静电现象以及电磁影响。城市中的燃气供应设备和管道可能会受到这些现象和效应的影响。在极端情况下，这些影响甚至可能导致燃气设备的损坏或焚烧，这对燃气设备附近的建筑和工作人员构成了潜在的安全风险。为了确保雷电防护工作的整体质量持续提高，并为广大人民群众的日常生活和生产安全提供坚实的支撑，相关从业人员必须在燃气管道的设计和施工等多个方面进行持续的优化和完善。

一、城镇燃气雷电防护策略

1.1燃气场站的保护策略

把燃气送到每一户都要经过一个繁杂的过程，从接收环节出发，依次经过过滤，调压，计量，存储，分配等步骤，最后才能给居民的日常生活带来能源支持。这一过程所涉及到的每一个环节都要在燃气场站内进行，所以燃气场站的防雷设计工作也就显得尤为重要，当燃气场站受到雷电侵袭时，与燃气供给有关的设备就会面临损害。为了避免这种情况发生，技术人员可以从接地工作开始，理清燃气场站内各建筑物，电气，设备和电子系统不同部位的接地情况，充分把握不同接地系统之间的电位差情况，工作时尽可能做到接地系统均匀，从而有效地减小电位差。同时还需知道不同系统所指定的最低值，然后根据该值对接地电阻值进行设定，从而为燃气场站内各个区域防雷工作的顺利开展提供基础保障。

1.2阴极保护绝缘体的防雷措施

地质环境腐蚀性元素相对较高，所以应在已埋燃气钢管外壁上加装绝缘层及防腐层，并考虑利用阴极防腐原理加装阴极保护层提高防腐效果。另外燃气管道与地燃气连接处需安装绝缘法兰或者导电接头以防止电流向两者间扩散并使埋地管道电荷水平维持负电位。高能冲击电压可击穿绝缘法兰及绝缘接头而损坏保护仪器及系统。安设绝缘法兰时需先通过通电测试来评价受损概率最高的受电部位，以便为这些部位提供优先安设，并且还要对其设有备份的法兰，以便损坏后及时对其替换。目前德国舒克公司正在开发并引进一种耐雷性比较强的绝缘接头，这种绝缘接头多采用将电位释放来达到隔绝与保护绝缘层的目的。

1.3静电的安全保护措施

一，关于燃气场员工静电防护当员工处于燃气场站工作区域时，应对他们的衣着有严格的要求，应该穿防静电工作服，鞋子以及手套等，严禁站区员工穿化纤衣物、穿防静电鞋时，应留意员工自己穿的袜子有无特定导电性，同时还要留意鞋里鞋外不可贴绝缘垫。同时燃气场站方还可以在站区出入口安装消除人体静电装置，对站区暴露金属物采用便于工作人员接地，对工作人员所接触到的工作地面，还宜设成导静电性强或有导静电条件的地面，如可铺设静电地板或洒水等。

再来就是针对场区内部设备进行静电防护，如各类金属罐体，管道，设施设备都必须做好接地工作，对净距离在100mm以下的平行金属管道或者架构以及其他金属材质设施都应做好接地工作，注意用金属线跨接时跨接点净距离不超过30m；若这些金属管道和设施相交净距在100mm以下时，其交叉点还应跨接处理；但在燃气场站范围内，长金属物弯头，法兰，阀门等接头处过度电阻超过0.03Ω,接头处需用金属线跨接，同时定期甄别上述设施，不允许存在不接地隔离金属物。二、城镇燃气防雷设计技术要点

2.1关于外部的防雷方案

2.1.1的闪接设备

由于接闪器的结构相当复杂，技术专家在处理时必须全面考虑到接闪网、接闪杆、接闪带以及金属屋面等多个方面的因素。在处理面向天面的接闪器时，我们必须权衡建筑物的外部状况和其防雷能力，从而灵活地决定是使用单一的接闪网还是组合接闪网。在建筑物主要由钢筋混凝土组成的情况下，可以直接在天面设置接闪网，但是必须合理地控制接闪网的高度。通常，位于女儿墙区域的接闪网和接闪带的高度需要维持在15cm或更高。此外，我们还需明确在燃气场站中容易受到雷电打击的区域，例如建筑的顶部和屋角，并在这些区域特别设置接闪网。最终，我们必须关注接闪器的材料选择，特别是当接闪器是由热镀锌等材料制成时，焊接部位需要进行防腐处理。

2.1.2用于接地的设备

接地设备可以进一步细分为两个部分：一个是共用的，另一个是独立的。在城市燃气场站，钢筋结构在承接台中被广泛采用，作为一个闭合回路来执行防雷接地的任务。然而，在采用圆钢或单根钢筋进行防雷操作时，必须确保其直径不低于1cm。当防雷设备需要大量引下线时，也必须确保各个线的冲击接地电阻能够满足实际的防雷要求。

2.2内部雷电防护设计

2.2.1保持等电位的连接方式

在城市燃气管道工程中，不可避免地会涉及到外部导电物质等多个环节，这些环节在面对雷电事故时具有极高的风险。为了确保LPZOA等区域交界面得到更适当的处理，技术团队必须加强等电位连接的工作强度。当燃气金属管从LPZO区域进入时，技术人员必须确保钢塑接头和绝缘法兰的正确安置，并按照就近的原则完成相应的接地处理工作。

2.2.2关于屏蔽和综合布线的内容

为了最大限度地降低雷电电磁脉冲对现代建筑结构的损害，建议在建筑的金属屋顶、立面的金属表面、钢梁、混凝土内部的钢筋以及金属门窗和钢框架等大型金属部件上进行等电位连接，并与防雷设备连接，从而构建一个"法拉第笼"。在城镇燃气系统的低压配电线路中，建议全线使用金属铠装电缆或护套电缆穿钢管进行埋地敷设。在各个防雷分区的连线交界处，应将电缆的金属外皮或外套钢管连接到等电位的连接带上。严格禁止架空线路直接经过场站。当站外线路与产站内线路使用埋地电缆遇到问题时，可以考虑使用架空线。但在距离产站15m的位置，建议使用金属铠装电缆或穿钢管进行埋地连接。需要注意的是：首先，场站内的电气设备接地装置和独立避雷针的接地装置之间应该保持安全的距离；其次，需要检查穿越防雷分区的线缆是否为屏蔽电缆或金属管，以及两端是否接地。当屏蔽电缆只有一端接地时，应实施双层屏蔽措施。

2.3电涌保护装置

在城市燃气管道的低压配电系统需要穿越多个防雷区的情况下，技术专家必须高度重视电涌保护器的选择过程。在大多数情况下，为了增强防雷性能，可以考虑选用具有多级防爆特性的电涌保护装置。鉴于低压大型电路通常是架空的，这使得它们更容易受到雷电的威胁。因此，技术专家需要在这些低压区域内安装电涌保护器SPD，以降低雷电对其造成的损害。

2.4燃气设备配备了防雷功能

在城市燃气系统中，低压配电线路被广泛使用，而大多数则是通过护套电缆穿越钢管并埋藏在地下。从那时起，每一个避雷区的对应等效点都必须与护套钢管相连接，这有助于提高连接带上避雷功能的总体安全性。当涉及到连接施工用气设备的架空线路时，通常会选择使用埋地电缆装置，以避免直接穿越车站。在某些使用架空电线的地方，带有热电偶套管的电线必须直接在钢管中布线，且埋设的长度不能少于15m。两段电缆的金属防护部分必须被正确地接地。此外，为了确保安全性，还需严格按照SPD的相关规定，并选用三层防护设备。

三、总结

总的来说，城市里的燃气场站是一种特别的服务设施，其安全性是一个不可忽视的问题，雷电对燃气场站的安全有很大的影响，因此必须引起相关部门和人员的关注。针对城市燃气场站的雷电防护工作，相关人员必须采取细致和全面的防护措施。针对可能出现的各种雷电状况，应采取适当的放电和绝缘处理措施，以提升燃气场站对雷电的抵抗力，并为广大人民群众的日常生活提供必要的保障。

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