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1、燃气防雷燃气防雷规范学习心 得港华投资工程部 -齐心 主要内容 雷电事故案例 雷电的危害相关知识 我国雷电灾害的分布现状 燃气防雷技术规范专家解读第一部分第一部分 雷电事故案例雷电事故案例近年来一些重大雷电灾害、灾难雷电的巨大破坏力黄岛油库火灾具有强烈电磁辐射建筑 物损 坏火灾、 爆炸电力系 统故障雷击输 电线路2007年5月23日重庆开县小学雷灾， 七名正在上课的学生遭雷击死亡电子器件严重损坏；涉及电力、 燃气、银行等行业建筑物遭 雷击l 1984 年8月，重庆市渝中区上清寺红球坝附近发生埋地燃气供 气管道被雷电击穿的雷害事故,造成燃气供气中断 。l 1989年8月12日，山东黄岛油库因雷击
2、感应火花发生特大火灾 爆炸事故，造成直接经济损失3540万元。在救火过程中10辆消防车 被烧毁，有19人牺牲、100多少受伤。l1999年4月23日，永川市某商住楼，因雷电波入侵，敷设在屋面 的天然气管道遭雷击，天然气调压箱爆炸燃烧，造成道路被封锁， 引起住户恐慌，72 家住户联名向永川市政府、市人大上告，引发 社会事件 。 燃气设施遭雷击事故案例（一）l2001年7月和8月，重庆大学A区配气站2次遭雷击，击坏计量设 备，直接经济损失3万元，间接经济损失10万元。l2001年7月11日下午，北京工体东路一号楼遭雷击，造成整座 楼掉闸停电，击坏十余户电视机高频头，其中有一住户由于雷 击使燃气表底
3、冒出有一、二尺长的火苗。 l 2002年7月21日，重庆市电信局宿舍楼的调压箱发生火花， 据分析是由于调压箱与供气管道未形成等电位，雷击感应产生 火花放电。燃气设施遭雷击事故案例（二）l 2002年10月16日，开县采输气作业区东64#井遭雷击，损坏电子设备 29台。 l 2004年5月29日, 四川泸州市一居民楼发生爆炸事故。原因是天然气 沿管道裂隙泄漏，遇雷击后被引爆，造成5人死亡,1人重伤,34人轻伤 ，数千居民停水停电、河西片区上万居民停气。l 2005年6月26日晚，北京市昌平区某宾馆遭雷击，造成锅炉房燃气自 控系统、泵房自控系统及安防监控红外探头多支损坏，直接经济损失 约5万元。l
4、 2007年4月1日，合肥天然气总站电路被雷电击中，造成生产瘫痪， CNG被迫停产。l 2008年7月，南宁市某燃气公司遭受雷击，主控室的PLC控制系统、 空混系统（液化气）、仪表控制盘、现场泄漏报警系统失灵；热值仪 、压力变送器、仪表盘、报警器损坏，此次雷灾造成的直接经济损失 约20万元。燃气设施遭雷击事故案例（三） 统计表明，全世界每年发生雷电约有10亿 次，平均每分钟约发生雷暴2000次，闪电 触及地面的次数大约每秒钟一百次。近十 年来燃气设施遭雷击事件呈上升态势。近十年我国雷电灾害发生宗数呈上升趋势 第二部分第二部分 雷电的危害及相关知识雷电的危害及相关知识燃气管道的雷电危害方式1、
5、直击雷危害对于架空或埋地的燃气管道遭受直接雷 电袭击，闪电中的电压高达几万伏乃至十亿 伏，及易导致管道被击穿，同时产生的机械 效应或热效应，使燃气产生燃烧或爆炸伤人 的事故。 2、感应雷危害雷云在起电、移动和先导放电的过程中 ，在金属燃气管道上逐渐感应出大量异性电 荷， 一旦雷云对地放电，管道产生瞬间浪涌 （过电压），并沿着金属管道进入户内而造 成损害。燃气管道的雷电危害方式（续）或雷云放电时产生巨大的交变磁场（电磁脉冲） ，电磁脉冲使附近的导体内产生雷电感应过电压 ，。处于临近的管道、燃气设备作切割磁力线运 动，在电气接触不良和开口处哪怕仅有1mm间隙 时，也会产生电火花而引爆可燃气体。（二
6、次雷击虽然没有直接雷击的能量大，但在雷电通道 两侧几公里范围内都可遭到这种雷击，故发生的机率较 大，尤其是电子设备密集场所，高压电路及变电站等更 容易遭受二次雷击，造成火灾，损坏设备。）图 回路感应过电压损 坏端接电子设备感应回路建 筑 物感应回路感应回路积雨云感应回路信息系统电源系统闭合环路感应产生过电压3、 雷电波侵入危害雷电波侵入是指直击雷或感应雷沿燃气 管道等金属的引入管被引入建筑物内，发生 闪击而造成的雷击事故。这种事故的发生率 很高，占雷击总数的70%左右，大多数的家用 电器和电子设备损坏都是雷电波侵入所致。 （如图中阴影部分所示）燃气管道的雷电危害方式（续）图 感应回路所端接的电
7、子设备损坏示意（a）金属管形成的回路（b）天馈线形成的回路雷电对计算机系统破坏作用的估计距离0m50m1km5km10km电场变化破坏 效果直击 损坏感应 损坏系统 失灵电磁 干扰60V/m6kV/m30kV/m60kV/m系统失灵 电磁干扰I=40kA燃气设施雷电防护 重点区域及基本措施雷电防护区应划分为：直击雷非防护区、直击雷防护区第一防护区、第二防护区、后续防护区，并符合下列规定l直击雷非防护区（LPZOA）：电磁场没有衰减，各类物体都可能遭到直接雷击，属完全暴露的不设防区。雷击保护区的划分l直击雷防护区（LPZOB）：电磁场没有衰减，各类物体很少遭受直接雷击，属充分暴露的直击雷防护区。
8、l第一防护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZOB）区减小，电磁场得到了初步的衰减，各类物体不可能遭受直接雷击l第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。l后续防护区（LPZn）：需要进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。雷击保护区的划分（续）雷击保护区划分示意图楼层地板LPZ2LPZ 3LPZ 3LPZ1LPZ 0ALPZ 1 1电力供电系 统信息系统电力供电系统局部等电位连接设备屏 蔽房间屏蔽 空气通道MLPZ 0B摄像头电灯插座 LPZ 0BLEMPLPZ 0B滚球半径现代综合防雷技术1
9、、外部防护（直击雷防护） 作用：拦截、泻放雷电流 系统组成：由接闪器（避雷针、避雷带）、引下线、接 地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。 2、内部防护（雷电电磁脉冲防护） 作用：均衡系统电位，限制过电压幅值。 组成：由均压等电位连接、各种过电压保护器（避雷器 ）等组成。 技术措施：接闪/截流、屏蔽、均压、接地。接闪装置 避雷针，通过导线接入地下，与地面形成等电位差，在 强电场作用下产生尖端放电，泻入大地达到避雷效果。 避雷线，通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接 引金属线。 避雷带，是在屋顶四周女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属 带 避雷网，分明网和暗网。明网是将金属线制成的网，架
10、在建（构）筑物顶部空间；暗网是利用建（构）筑物钢 筋混凝土结构中的钢筋网。 避雷器，又称做电涌保护器。实际上，避雷装置是引雷针，可将周围的雷电引来并提 前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避 免保护对象直接遭雷击避雷针：避雷也引雷当雷击避雷针或杆塔时，如果有人站在地面上而用手去接触塔身或引下线时，作用在人的手和脚间的电压（称为接触电压）可达很高的数值，会危及人的生命。又由于雷电流在地中扩散时会在地面沿半径各点形成不同的电位，当人在附近行走时，人的两脚间将会有电压作用（称为跨步电压），对人也有危险。DL/T6201997规定“避雷针及其接地装置与道路或出入口的距离不宜小于3m”。3 k
11、Vl 避雷针不能防护由雷击电磁脉冲产生的经金属导体 传导入室内和由辐射方式进入电子设备内部的电磁脉 冲干扰。那种有了一根避雷针什么雷都防的想法是不 科学的。l避雷针也不是越高保护范围越大，应根据防雷要求 分类，按不同的半径（一类:30m;二类:45m;三类:60m ）以滚球法确定，超高部分按如上数值计算。避雷针不是万能避雷针的保护范围三维示图单支避雷针下未被 保护的建筑物单支避雷针 的保护范围避雷针的保护范围三维示图双支等高避雷针 的保护范围双支不等高避雷针 的保护范围避雷针的保护范围三维示图三支等高避雷针的保护范围避雷线避雷网接地装置接地示意图 防雷工程的一个重要 的方面是接地以及引 下线路
12、的布线工程， 整个工程的防雷效果 甚至防雷器件是不是 起作用都取决于此。 燃气设备的接地，是 保障设备安全、操作 人员安全和设备正常 运行的必要措施。是 为实现等电位连接及 泄放雷电流。接地电 阻一般应小于4欧姆防雷等电位连接等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各 金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交 界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金 属部件和系统， 都应做等电位 连接。屏蔽和分区防雷保护 屏蔽是减少电磁波破坏的基本措施，包括外部屏蔽 措施、适当的布线措施、线路的屏蔽措施。全部雷电流的50%流入建筑物的接地装置，另50%分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、通信线
13、等设施。电源三级防雷图信号线路防雷示意图燃气设施防雷电 重点区域 加油站、液化气站、天然气站、输油管道、储罐等 场所，除安装防直击雷的设施外，对储气（油）罐 及管道、设备等还必须安装防静电感应雷、防电磁 感应雷的装置，指定专人定期监护，发现问题及时 处理，并定期向专业检测机构申请检测。 屋顶燃气管道应采取屏蔽的金属网格化处理，减少 直击雷危害。屋顶燃气设备应在安全距离范围内安 装避雷针、架空避雷线或架空避雷网。 沿建筑物外墙敷设的燃气管道及架空燃气管道，应 就近与建筑物接地装置或引下线进行等电位连接。计算机及其场地防雷电 为防止计算机及厂站遥调/遥控系统遭雷击，简单地在与 外部线路连接的调制解
14、调器上安装避雷器是不够的。 由于电磁感应雷主要是通过供电线路破坏设备的，因此 对计算机信息系统的防雷保护首先是合理地加装电源避 雷器，其次是加装信号线路和天馈线避雷器。按照有关 标准要求，必须在0区、1区、2区分别加装避雷器。 在各设备前端分别要加装串联型电源避雷器（多级集成 型），以最大限度地抑制雷电感应的能量。 同时，计算机中心的MODEM、路由器、甚至HUB等都 有线路出户，这些出户的线路都应视为雷电引入通道， 都应加装信号避雷器。 对楼内计算机等电子设备进行防护的同时，对建（构） 筑物再安装防雷设施就更安全了。 供电系统的防雷 供配电系统应用三相五线制供电方式,建议采用TN-S型 系统
15、。 供电系统均应在进口处加装避雷器,在UPS前端加二级电 源避雷器20KA(8/20us响应时间50ns),UPS后端设备前 端应加装三级电源电源避雷。. 所有设备不工作状态下,零地漂移电压小于2 V。 配电柜外壳必须与PE极做电气连接。1屋面燃气管道 屋面燃气放散管，从调查中发现雷击燃气放散管起火8次 均未发生事故, 说明燃气放散管始终处于正压, 所以燃气 放散管只要和防雷装置相连就可以了, 不必再独立设接闪 器。 屋面水平管 （1）管道的敷设应避开屋角、屋檐、檐角、屋脊、女儿墙等 宜受雷击的部 位。 （2）选择壁厚大于等于4mm的钢管。 （3）为了保持良好的电气通路,管道应采用焊接, 阀门
16、也宜采 用焊接阀门, 当采用丝接阀门时, 阀门两端应跨接。 （4）电气连接: 等电位联结是防雷设计的主要手段, 因此屋面 燃气管道与避雷装置的电气连接来不得丝毫马虎, 首先屋面的燃 气主管首尾两端和进入建筑物的各分支管的末端应与屋面防雷装 置相连。燃气管道的防雷保护之屋面管道2建筑物侧墙燃气管道 建筑物侧墙燃气管道主要包括三种, 第一种是单根燃气 管, 主要是一些上屋面燃气主管和下垂燃气分支立管, 第二种是中高层建筑物集中排管式安装中的燃气排管, 第三种是由引入管露出地面的燃气矮立管和燃气高立管 。 外墙立管：重点是防止侧雷击的发生，虽然侧雷击的发 生概率和雷电流都比较小, 但它一旦发生，造成的破坏 还是相当大。 依GB50057的规定, 一、二、三类建筑物防侧击的起始 高度分别为30m、45m、6
