油库防雷方案设计

目录 一、前言

二、现代防雷根本知识 三、设计依据 四、防雷设计思路 五、防雷设计方案 六、完毕语

一、前言

雷击已成为大自然的严重自然灾害之一,油库作为接收、储存和发放原油或原油产品的企业,是国家石油储藏和供给的基地,它对于保障国防和促进国民经济高速开展具有相当重要的意义.近几年来随着社会的进步,电气化、自动化程度越来越高,雷电隐患也随之增加.1989年8月12日上午,中国石油总公司黄岛油库遭雷击发生特大爆炸事故,19人死亡,100多人受伤,直接经济损失3540万元；1998年7月13日下午,遭遇直击雷雷击,造成库区油罐爆炸,烧毁0号柴油125吨与1000m³柴油罐1座,造成重大经济损失.由此可见,油库做好防雷设施的预防是多么重要.

二、现代防雷根本知识

根据不同的破坏机理,雷这种特殊的自然放电现象表现为两种形式：直击雷和感应雷.

直击雷是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象.其破坏原理主要是机械破坏作用,表现在楼房顶角被雷击落一块水泥,大树被雷劈开,屋外的人畜被雷打死等；带电云层由于静电感应作用,使某一X围带上异种电荷,直击雷发生以后,云层带电迅速消失,而地面某些X围由于散流电阻的存在,以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中,强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象,叫做\"二次雷〞或称\"感应雷〞,

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其破坏机理主要是电子设备的过压击穿,造成设备故障或损坏,严重者造成设备整机报废.

\"直击雷〞是在短时间内以脉冲的形式通过强大的电流,它的峰值有几十KA乃至几百KA,峰值时间很短,以us计的；\"感应雷〞没有直击雷那么猛烈,但它发生的机率远比直击雷高得多.因为直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,而感应雷如此不论雷云对地闪击,或者雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害.此外,直击雷一次只能袭击一两个小X围的目标,而一次雷击可以在比拟大X围内多个小局部同时发生感应雷过电压现象,并且这种感应高电压可以通过电力线、网络线等金属导线传输到很远,致使雷害X围扩大.特别是随着大规模集成电路的应用,防雷已由以前的防直击雷为主开展到今天的综合防雷.

直击雷的防护一般采用楼顶安装避雷带、避雷针等,配合引下线、地网以保护建〔构〕筑物与建〔构〕筑物内人员的安全；感应雷的防护主要采用线路上安装雷击过电压保护器,即防雷器,配以线路屏蔽接地、等电位接地处理等综合运用,以保护设备的安全.因此,只是防直击雷或只防感应雷都是不全面的,而应进展综合防雷. 三、设计依据

1、GB50057－2010《建筑防雷设计规X》 2、GB50174－93 《电子计算机房设计规X》 3、JGJ/T16－92 《民用建筑电气设计规X》 4、GB9361-88 《计算机场站安全要求》 5、GB7450-87 《电子设备雷击保护导如此》 6、GB2887-89 《计算站场地技术文件》 7、GB9361-88 《计算站场站安全要求》

8、GB50169-92 《电气装置安装工程接地装置施工与验收规X》 9、JGJ/T16-92 《民用建筑电气执行规X》 10、IEC1312 《雷电电磁脉冲的防护》

11、XQ3-2000 《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规X》 四、防雷设计思路

由于油库供电、信号系统防护点多、面广,因此,为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度,应从整体防雷

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的角度来进展防雷方案的设计.现在都采取综合防雷,综合防雷设计方案应至少包括5个方面：直击雷的防护、感应雷的防护、屏蔽、等电位联结、防雷接地,缺少任何一方面都是不完整的,有缺陷的和有潜在危险的. 〔一〕、感应雷的防护

1、主供电源系统的防护

统计数据资料明确,微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的电源线路上感应的雷电冲击过电压造成的.因此,做好电源线的防护是整体防雷中不容无视的一环. 2、信号系统的防护

尽管在电源外接引入线路上安装了防雷保护装置,由于雷击发生时,在各种信号线路〔如双绞线〕感应到的过电压,仍然会影响电子设备的正常运行,甚至彻底破坏电子设备系统.雷击时产生巨大的瞬变磁场,在1公里X围内的金属线路,如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击；另外,当电源线或信号线路传输过来雷击电压时,或建筑物的地线系统在泻放雷击时,所产生强大的瞬变电流,对于信号传输线路来说,所感应的过电压已经足以一次性破坏电子设备.即使不是特别高的过电压,不能够一次性破坏设备,但是每一次的过电压冲击都加速了设备的老化,影响数据的传输和存储,甚至死机,直至彻底损坏.所以对信号线的防雷对于系统的整体防雷来说,是非常重要的环节. 〔二〕、屏蔽和等电位连接

国家标准<建筑物防雷设计规X>GB50057—2010<局部修订条文>明确规定,各防雷区交接处,必须进展等电位联结；尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击智的可能性比拟小,所以在此处除采取电涌保护器进展感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进展防雷保护.不仅要将进出机房线路的金属屏蔽管、金属桥架、配电盘的外壳、进入室内的水管、采暖瞥、机房的金属屏蔽膳、金属隔断、金属门窗以与静电地板的金属支架连接在等电位连接环<或网>上,同时还应将电气保护的PE地也接至等电位连接体上.等电位连攘在建筑的共用接地的方式,最好的方法是通过建筑的主筋来接地.

我们生话的空间存在着大量的磁场,同时雷电也会产生强烈的电磁干扰,而屏蔽是抗电磁干扰最有效的方法.要将弱电机房内的金属门窗与吊顶内的龙骨进

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展屡次连接,如有必要,可在机房内单独作屏蔽网,采用金属管与等电位联结,与屏蔽措施相配合,所有的信息设备均应与建筑物墙壁保持1m远的距离,可有效地屏蔽电磁干扰.

静电也是产生浪涌的原因之一,静电在我们的生活中无处不在,人体因步行和移动带电有时高达2—1 0KV,可以产生对弱电系统的危害.因此防静电也是弱电机房的重要任务之一.比拟常用的方法是在机房内铺设防静电地板,此外,机房内装修材料也必须是防静电的,内墙和顶棚外表应使用防静电防火墙板或喷涂导静电环氧涂料,送风管道和送风口应使用导电三聚氰氨材料,防止空气流动时产生静电积聚.

〔三〕、防雷接地

建筑物采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响,合格的地网是有效防雷的关键.建筑物的联合地网通常由建筑物根底〔含地桩〕、环形接地〔体〕装置、工作〔电力变压器〕地网等组成.对于敏感的数据通讯设备的防雷,接地系统的良好与否,直接关系到防雷的效果和质量.如果地网不合要求,应改善地网条件,适当扩大地网面积和改善地网结构,使雷电流尽快地泄放,缩短雷电流引起的高过电压的保持时间,以达到防雷要求. 五、防雷设计方案 〔一〕、感应雷的防护 1、主供电系统的防雷

在雷击事故中,由电力线引雷而损坏电子设备占百分之八十以上,根据IEC规X、国家标准与专家建议,并根据现状与要求,应采取如下防护措施：

① 在变压器进入总配电房处并联安装我公司的三相电源防雷箱LSPD380-100B/J做为一级防雷,并以最短的距离将地线接到接地母排上,对整个油库的总电源系统进展防雷保护.LSPD380-100B/J共 1 套.

② 在办公楼、锅炉房、卸油泵房的总电源箱处并联安装我公司的单相电源防雷箱LSPD380-80B/J<通流容量40KA-80KA〕做为二级防雷〔根据电压选型〕,并以最短的距离将地线接到接地母排上,对整栋楼的电源系统进展防雷保护.LSPD380-80B/J 共套.

③ 根据实际供电使用情况,在办公楼的分楼层并联安装我公司的单相电源

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防雷器LSPD T40 C/4<通流容量20-40KA〕做为第三级防雷〔根据电压选型〕.LSPD T40 C/4共套.

2、其它弱电系统设备感应雷防护措施

弱电系统如消防系统、保安监控系统、计算机网络系统、通信线路等,下述是针对这些系统所做防雷保护措施. 〔1〕、消防系统的防雷

消防电子设备采用交流供电时,在交流电源系统中应设置SPD保护. 消防控制室内,应设置S型等电位接地网格,室内所有设备主机、联动控制盘等设备的机架〔壳〕配线槽、设备保护接地、电源系统保护接地、SPD接地端均应做等电位连接.

具体安装如下：

① 整个库区共有可燃气体报警器.在可燃气体警报器的设备前端加装控制信号防雷器LSPD-CS/24.LSPD-CS/24共套. 〔2〕监控系统防雷

监控系统一般由以下三局部组成：

前端局部：主要由摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成.

传输局部：使用同轴电缆、电线、多芯线等地埋或沿墙敷设传输视频、音频或控制信号等.

终端局部：主要由画面分割器、监控器、控制设备等组成.

雷电波会沿电源线、信号传输线或进入监控室的金属管线侵入设备,造成设备损坏；或者雷云放电时产生很强的瞬变电磁场使处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电磁感应与带电雷云使传输线路上产生静电感应损害损坏监控设备；所以宜采取以下措施： 〔3〕室内监控中心机房的防雷

① 在重要设备〔如硬盘录象机、画面分割器等〕电源端分别安装一套我公司的LSPD-PDU6/10防雷插座对设备进展精细保护.LSPD-PDU6/10共套.

② 监控机房 线的防雷保护：采用LSPD-RJ11/2信号电涌防雷器,串接在 机前端 线处,安装方便,易维护.LSPD-RJ11/2共套.

③ 视频矩阵的防雷保护：采用LSPD-CCTV/16网络信号防雷器串联安装

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在网络交换机的前端.LSPD-CCTV/16共套.

④ 用截面积不小于6mm2的多股铜线将主控机房和所有弱电设备间的防雷装置、金属构架、金属装置、外来导体、电气和电讯装置连接至接地母排做等电位连接.

〔4〕网络机房的防雷

① 网络交换机的防雷保护：采用LSPD-RJ45/E/24 网络信号防雷器串联安装在网络交换机的前端.LSPD-RJ45/E/24共套.

② 网络机房 线的防雷保护：采用LSPD-RJ11/2信号电涌防雷器,串接在 机前端 线处,安装方便,易维护.LSPD-RJ11/2共套.

③ 在重要设备电源端分别安装一套我公司的LSPD-PDU6/10防雷插座对设备进展精细保护.LSPD-PDU6/10共套.

④ 用截面积不小于6mm2的多股铜线将主控机房和所有弱电设备间的防雷装置、金属构架、金属装置、外来导体、电气和电讯装置连接至接地母排做等电位连接.

〔5〕室外监控设备的防雷

由于东梁油库监控摄像机有局部处于建筑物内,建筑物有一定的屏蔽作用,不易受到直击雷的影响,因此,在室内的摄像机不需考虑直击雷防护；在室外的立杆上的摄像机因所处位置较高,易遭直击雷的影响,所以应该考虑油库监控摄像机直击雷和感应雷的防护.

① 网络摄像机防雷：库区内共有网络摄像机17台.其中8处为静点,9处为动点.在每台静点网络摄像机前端的电源、网络线上分别安装我公司LSPD-220E/2监控摄像机电源网络二合一防雷器,并配置相应的防水盒.LSPD-220E/2共套.在每台动点网络摄像机前端的电源、网络线上分别安装我公司LSPD-22TV/3监控摄像机电源视频三合一防雷器,并配置相应的防水盒.LSPD-22TV/3共套.

② 室外监控摄像头直击雷的防护应做地网.其中有11处需要做接地地网保护.监控摄像头的地网选用我公司的接地模块〔L7-MK〕,地网由水平接地体〔40×4mm热镀锌扁钢〕,接地模块〔L7-MK〕构成.

③ 监控系统的电源线、信号线的传输过程中必须进展屏蔽埋地处理,可在

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电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入,在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地接置相连. 4、屏蔽和等电位连接

建筑物之间的连接电缆应敷设在金属管道内,这些金属管道从一端到另一端应全线电气贯穿,并连到各建筑物的等电位连接带上.电缆屏蔽层也应连到这些连接带上.

将进入大楼的各类金属管线的屏蔽层、机架等在进入大楼前进展等电位连接后接地,在进入设备房前再进展二次等电位连接后接地.

在建筑物入口处,即LPZ0B与LPZ1区交界进展总等电位连接后接地,在后续的雷电防护区交界处按总等电位连接的方法进展局部等电位连接,连接主体包含系统设备本身〔含外露可导电局部〕、PE线、机柜、机架、电气和电子设备的外壳、直流工作地、防静电接地、金属屏蔽线缆外层、管道〔水管、采暖和空调管道等金属管道〕、屏蔽槽、防雷器器SPD的接地等均以最短的距离就近与这个等电位连接带直接连接.

架空电力线由于终端杆引下后应更换为屏蔽电缆,进入大楼前应水平直埋50m以上,埋深于地面下0.6m以上,屏蔽层两端接地,非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上,铁管接地.

在计算机机房、监控机房、消防机房、程控交换机房等防静电地板下面沿墙四周分别加装等电位铜排,规格40mm*3mm.机房内的安全保护接地,信号工作地,屏蔽接地,防静电接地和防雷器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上.机房内金属设备、机柜外壳等均连接到等电位铜排上做保护接地,保护接地线用6mm2多股绝缘铜地线.防静电地板支架与等电位铜排的接地采用软铜带.等电位铜排与层接地端子的连接,采用不小于35mm2多股绝缘铜地线. 等电位采用M型等电位连接网络.

各级防雷器〔SPD〕连接导线应平直,其长度不宜超0.5米.带有接线端子的电源线路应采用压接；带有接线柱的防雷器宜采用线鼻子与接线柱连接. 5、防雷接地系统

接地是防雷系统重要的组成局部,只有将雷电流的能量泄放到大地,才能可以保证电子设备免遭雷击灾害；等电位连接的目的,在于减小需要防雷的空间内

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各金属部件和各系统之间的电位差,防止雷电还击.因此必须建立完善的接地系统与等电位连接.

1、接地系统〔地网〕设计：根据GB50057-2010的要求,我们可以用热镀锌角钢与热镀锌扁钢作为材料,制作地网.地网接地阻值不得大于10欧.而在实际施工过程中,视具体的情况,采用不用的组合,优化材料,可以达到优化设计的目的.如下为常规地网的设计示例： 具体实施方法：

根东梁油库库区实际情况,在总配电室、卸油区四周离外墙3米远处设置闭合人工地网,水平接地体采用热镀锌扁钢,垂直接地体采用热镀锌角钢和非金属低电阻接地模块〔L7-MK〕相结合的方式.

地网需要接地模块〔L7-MK〕16 根,镀锌扁钢120 米,挖土方32立方米,降阻剂1吨,35mm2引线12 米.

① 地网由水平接地体〔40×4mm热镀锌扁钢〕,接地模块〔L7-MK〕构成,如果土质条件差,比如土壤电阻率大于300Ω•m的情况下,应该增加长效降阻剂,或在周围和回坑泥土中参加一定比例的食盐、铁屑、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等.避雷线弯曲处不得小于90°,弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍.

② 地网的埋深,不得小于0.5m,垂直接地体之间的间隔,一般为垂直接地体的深度的两倍.人工地网,一定要预留接地端,作为系统接地点与测试点使用.

③ 接地体〔地网〕埋设位置应尽量在距建筑物3m以外,当接地体装置埋设在距建筑物出入口或人行道小于3m时,应采用在接地装置上面敷设50~90mm厚度沥青层,其宽度应超过接地装置〔地网〕2m,当接地遇有白灰焦渣层而无法避开时,应换土或用水泥砂浆进展保护. 六、完毕语

防雷是一门边缘科学,防雷系统必须讲究科学性、经济实用、耐久可靠三条原如此 .现代化电子设备防雷是一个复杂的问题,需采用综合治理的方法,根据特殊情况对症下药,将可能产生雷击的因素排除,才能将雷害威胁减小至最低的限度,如果该工程按本方案施工,根本可以安枕无忧.

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