3．加油站直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)

　　1）站區(qū)的防雷設(shè)計(jì)

　　依據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，由于汽車加油站的建筑物的防雷類別為二類，所以用滾球設(shè)計(jì)接閃器時(shí)滾球半徑R=45m；由于加油站的建筑物包括加油棚、宿舍樓及其它附屬建筑物，這些建筑物在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，利用其框架結(jié)構(gòu)的樁作為垂直接地體，利用地梁與承臺(tái)作為水平接地體，利用樁內(nèi)兩條對角主筋作為引下線，利用天面板筋作為接閃網(wǎng)格（通常為10m×10m或8m×12m），因此只需要沿天面四邊設(shè)避雷帶，在四角設(shè)避雷50cm短針進(jìn)行防護(hù)即可。如加油站為尖頂型結(jié)構(gòu)，需要在尖頂部位安裝避雷針，常規(guī)設(shè)計(jì)為高度為100cm避雷針。

　　2）油罐區(qū)的防雷設(shè)計(jì)

　　依據(jù)GB50074-2002《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》第14.2章、防雷的要求：金屬油罐必須作環(huán)形接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間弧形距離不宜＞30m，接地體距罐壁應(yīng)不小于3m。鋼油罐頂板厚度＜4mm時(shí)，應(yīng)裝防直擊雷設(shè)施，當(dāng)頂板厚度≥4mm，可不裝防直擊雷設(shè)施。但對于位于多雷區(qū)（年平均雷暴日數(shù)多于40天）的油罐和鋁頂油罐，應(yīng)安裝獨(dú)立避雷針做防直擊雷設(shè)施。獨(dú)立避雷針與被保護(hù)油罐的水平距離不應(yīng)小于3m，保護(hù)范圍應(yīng)高于呼吸閥2m以上。

　　依據(jù)GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第三章、建筑物防雷設(shè)施和GB 50074-2002《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》第14.2章、防雷的要求：油罐區(qū)的防雷類別應(yīng)設(shè)定為一類，用滾球法計(jì)算常規(guī)油罐區(qū)的保護(hù)范圍，當(dāng)滾球半徑R=30m時(shí)，兩支對角線分布的等高避雷針的高度一般為9.5m，其導(dǎo)流面積應(yīng)大于100mm2 ，根據(jù)安裝需要可進(jìn)行焊接或螺栓緊固在避雷針鐵塔頂部。

　　3）引下線的設(shè)計(jì)

　　站區(qū)的避雷針和避雷帶可用建筑物內(nèi)的鋼筋作引下線，將屋面避雷帶按標(biāo)準(zhǔn)要求分別接在四個(gè)角上，將避雷帶與建筑混凝土內(nèi)的鋼筋相連。油罐區(qū)的避雷針可用鐵塔作引下線，因鐵塔已良好接地，所以只需在安裝避雷針時(shí)保證避雷針與鐵塔有良好的電氣連接，并做防腐處理即可， 4）地網(wǎng)的設(shè)計(jì)

　　加油站的地網(wǎng)分為直擊雷保護(hù)接地（其接地電阻要求≤10Ω）、防靜電接地（其接地電阻要求≤10Ω）、電源工作接地（其接地電阻要求≤10Ω）、信號(hào)線路直流工作接地（其接地電阻要求≤4Ω）四個(gè)部分。

　　依據(jù)GB 50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第三章、建筑物防雷設(shè)施和GB 50074-2002《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》第14.2章、防雷的要求：加油站的接地應(yīng)采用統(tǒng)一接地的接地形式，并在各處做等電位連接，既油罐的罐體及罐的金屬構(gòu)件以及呼吸閥、量油孔等金屬附件，電力電纜外皮和瓷瓶鐵腳，裝于鋼油罐上的信息系統(tǒng)的配線電纜外皮，加油機(jī)地腳螺釘?shù)染鶓?yīng)與接地系統(tǒng)做可靠的電氣連接，其統(tǒng)一接地電阻要求≤4Ω。

　　考慮到地網(wǎng)使用的長期性和耐腐蝕性，建議使用非金屬接地模塊制作地網(wǎng)。地網(wǎng)布置依據(jù)地形進(jìn)行設(shè)計(jì)。水平接地體使用40×4mm鍍鋅扁鋼，埋深0.6米；垂直接地體使用L50×50×5×2000mm鍍鋅角鋼；垂直接地體間使用非金屬接地模塊。地網(wǎng)引出地網(wǎng)測試極到地面上，以便以后檢測地網(wǎng)情況。鐵塔的應(yīng)通過四個(gè)腳與地網(wǎng)相連，機(jī)房和變電房的基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋應(yīng)在四角處與地網(wǎng)相連。

　　4．電源配電系統(tǒng)雷電防護(hù)設(shè)計(jì)

　　1）外來導(dǎo)體的布置

　　外來導(dǎo)體包括：金屬水管、通訊電纜線及電力電纜鎧裝外皮或電纜金屬管等。所有的水管和電纜應(yīng)埋地進(jìn)入機(jī)房，水管和電纜鎧裝外皮和保護(hù)金屬管應(yīng)在進(jìn)入機(jī)房時(shí)接地，電纜應(yīng)選用鎧裝電纜或穿金屬管埋地進(jìn)入機(jī)房電纜相線和中線應(yīng)通過電涌保護(hù)器接地。

　　2）電源系統(tǒng)電涌保護(hù)器的布置和選擇：

　　A．電涌保護(hù)器的布置原理

　　在LPZ0和LPZ1區(qū)交界：U2 =U1-I2R2 可以看出：U2這樣就可以通過多級(jí)鉗位使殘壓逐步降低，以有效地抑制外來雷電波入侵和雷電電磁脈沖的危害。

　　a）通過電涌保護(hù)器的雷電流逐級(jí)減少，還為安裝電涌保護(hù)器提供了方便如（圖3）所示，我們在安裝電涌保護(hù)器時(shí)總會(huì)使用導(dǎo)線進(jìn)行連接，而導(dǎo)線電感在雷電波的頻率下不能忽略，于是有：

　　Uc=UL1+Us+UL2 Uc=Is(ZL1+ZL2)+Us

　　這樣的殘壓將會(huì)附加上一個(gè)額外的Is(ZL1+ZL2)，如果只有一級(jí)電涌保護(hù)器，雷電流的大部將從這一級(jí)電涌保護(hù)器泄放入地則Is非常大，這樣要保證U額外Is(ZL1+ZL2),否則則ZL1+ZL2要非常地小,也即導(dǎo)線要非常短,在安裝時(shí)往往很難做至,安裝條件就會(huì)非?？量?。多級(jí)布置使這個(gè)部題得至解決。

　　b）SPD4必須盡量靠近設(shè)備，這是因?yàn)镚B 50057-94（2000版）和IEC 61312表明電涌保護(hù)器距被保護(hù)設(shè)備的距離過大會(huì)由于雷電波的反射效應(yīng)而在被保護(hù)設(shè)備上引起高頻振蕩，使得設(shè)備上的電壓超過電涌保護(hù)器上的殘壓而損壞設(shè)備。這個(gè)距離應(yīng)小于10米。

　　B．電涌保護(hù)器的選擇

　　a）動(dòng)作電壓的選擇

　　變壓器低壓側(cè)的電涌保護(hù)器其三相電壓為動(dòng)作電壓；U0 = 400V

　　b）電涌保護(hù)器的通信容量選擇

　　首級(jí)電涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流的選擇

　　GB 50057-94（2000版）和IEC 61312指出：二類保護(hù)要求,應(yīng)按總雷電流150KA(10×350μS波)來考慮電涌保護(hù)器選擇，按照其建議的雷電流分配方式其中50%即75KA是通過接地系統(tǒng)（水管、鎧裝電纜外皮或?qū)Ь€的我屬保護(hù)管等）直接入地；另外50%通過安裝在相線和中線上的電涌保護(hù)器入地。

　　依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)考慮到50%雷電流分配到電源系統(tǒng)的最惡劣環(huán)境，按照GB 50057-94（2000版）標(biāo)準(zhǔn)表6.1提供的雷電流參數(shù)電涌保護(hù)器每相上的雷電流約為：

　　當(dāng)線路無屏蔽時(shí)，Iimp =[150 KA×50%]÷4 =18.75KA

　　當(dāng)線路有屏蔽時(shí)，Iimp =[150 KA×50%×30%]÷4 =5.625KA

　　對于本系統(tǒng)電源線路的特點(diǎn)，按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章：第四節(jié)：第6.4.7條要求每線標(biāo)稱放電電流不宜小于15KA的要求。首級(jí)電涌保護(hù)器的每相標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于15KA（10/350μS）。

　　次級(jí)電涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流的選擇

　　依據(jù)國標(biāo)GB 50057-94第6.4.8條：在前級(jí)按第6.4.7條要求安裝的10/350μs SPD 所得到的電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓以及反射波效應(yīng)不足以保護(hù)距其較遠(yuǎn)處的被保護(hù)設(shè)備的情況下，尚應(yīng)在被保護(hù)設(shè)備處裝設(shè) SPD。且該 SPD 的電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%。根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的特性（如高電阻型、電容型）或開路時(shí)，反射波效應(yīng)最大可將侵入的電涌電壓加倍。