杭州石油公司小河油库雷电防护
1 概述
石油库系统是石油的中转系统，是收发和储存汽油、柴油、液化气及石化产品的油库系统。若石油库系统遭到雷击，会产生不可估计的后果，将会对人们的财产人身安全构成严重威胁。文章基于现代防雷技术“整体防护、综合治理、层层设防”的整体防御思想，以杭州石油公司小河油库的雷电防护系统为例，探讨下关于油库的综合雷电防护工程。
2 现场勘测
现场勘察结果：
杭州石油公司小河油库主要由办公楼、水运装卸码头、储油灌区组成。
小河油库的办公楼主要负责油库的运行、行政管理以及生活管理，其长30m，宽17m，高12m，共四层，建筑采用钢筋混凝土的结构。
小河油库码头位于京杭运河杭州市区段上，是油库的水运装卸区。码头平台南北长120m，东西宽10m，引桥长约300m，钢筋混凝土结构。码头设计水深12m，实际水深16m，缆墩间距240m。
小河油库的储油罐区主要储存汽油、柴油、燃料油和原油，油罐区主要由油罐、防火堤等组成，油灌区由8个容量为1000m3柱形罐体组成，柱形罐体高6m，底部圆的半径为7.3m。
3 油品装卸码头的防雷设计
码头平台上设有化工油品装卸设备、监控装卸控制室及装有摄像设施或照明灯的金属杆，引桥两侧为架空金属管道。
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的相关条款，建筑物具有1区爆炸环境，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者，应划为第一类防雷建筑物。
结合小河石油库油品装卸码头的自身特点和所处地方的周边环境应当把油品装卸码头的防雷类别划分为一类，雷电防护措施应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中关于一类建筑物的有关规定进行设计。
3.1 防直击雷措施
3.1.1 码头平台的防直击雷措施
对于码头平台的防直击雷措施可利用其平台四周的金属护栏作为接闪带，这样就能很好的保护码头平台。但必须强调的一点，金属护栏要与平台钢架结构立柱内的钢筋做可靠的电气连接，从而利用立柱作为引下线，柱基作为接地体，使其各部件之间均应连成电气通路。
3.1.2 平台上设备的防直击雷措施
平台上石油装卸设备、照明灯杆、装有监控摄像设施的金属杆、各种消防设施、液体石油化工品装卸控制室等均安装在码头平台的东侧且紧靠平台边缘。石油装卸设备高2.8m，东、西宽2.5m，其他装置设施高度均<2.8m，宽度≤2.5m，因此在设计接闪器时只要考虑石油装卸设备在其保护范围内即可。
结合码头平台的结构特点（即长120m、宽10m），考虑到保护的有效性和可实行性问题，防直击雷的措施宜采用装设架空接闪线的方式。
当采用装设独立架空接闪线的方式来防止直击雷时，考虑到码头平台上已有安装设备的条件制约，宜设置四只等高钢架结构支架，钢架与码头承台及立柱内部钢筋焊接，每两只支架间距36m。其次应考虑架设接闪线的支架的高度：石油装卸设备的高度为2.8m，架空接闪线的支架及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离应大于3m，当等高支架间隔距离小于120m时，架空接闪线中点的弧垂宜取2m，因此装设接闪线的支架的高度宜高出码头平台7.5m。
平台上被保护石油装卸设备距水面的高度hx=9m，滚球半径hr=30m，接闪线距水面的高度h=14m。
以水面为假想“地面”，通过上述公式来计算出石油装卸设备是否在架空接闪线的保护范围内，计算结果如下：
通过计算得出，通过架设接闪线可以满足平台上设备的直击雷防护。
3.1.3 码头平台接地装置的选择
接闪线支架及引下线的接地电阻按照规范要求应小于10Ω。考虑到接闪线支架的接地装置含有足够的钢筋可以形成很好的雷电泄流通路，由于水中的土壤电阻率很低，可以满足规范的要求，同时每根支架下敷设长2.5m的垂直接地体，可以满足其接闪器的接地要求。
3.2 防闪电感应的措施
通向码头平台的各种金属管道是沿引桥的两侧平行架空敷设，长度约为300m。平行敷设的金属管道，其净距小于100mm时，应每隔30m采用截面积为16mm2的铜绞线进行跨接；当管道交叉净距小于100mm时，其交叉点应用金属线跨接。金属管道进入油罐区或装卸现场时，要与罐区和装卸现场的防雷接地装置相连接。
油品装卸码头，设置与油船跨接的防静电接地装置。此接地装置应与码头上的油品装卸设备的防静电接地装置合用。
各种金属管道的法兰盘和阀门的连接处应用金属跨接线。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀性环境下，可以不用跨接，但之间应构成电气通路。须采用金属跨接线，跨接线宜采用多股铜绞线，其截面积不应小于16mm2。
管路系统所有的金属部件，包括护套电缆的金属钢管应采取可靠接地。管路的始、末两端、拐弯处、分支处及直线段每隔200m处均应有一处接地。装卸现场各种金属设备及构件，均应作等电位连接并接地。防雷电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻不宜大于10Ω。防闪电感应的接地装置与架空接闪线的接地装置之间的间隔距离应大于3m。 3.3 防闪电电涌侵入的措施
远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路和通信线路传至码头平台，损坏电气设备。
（1）架空金属管道，在进出码头处，应与防闪电感应的接地装置相连，在引桥两侧架设处，各种金属管道宜在每个桥墩处接地。
（2）进入码头平台的电缆线、通信线宜穿金属管直接埋地引入，若电缆线沿引桥的两侧平行架空敷设，且与化工油品输送管道平行敷设时，两者间距不应小于300mm，交叉时不应小于20mm。在进入设备或其他建筑物内部的设备前段宜安装相应的浪涌保护器。
4 储油罐区的防雷设计
4.1 油罐区的直击雷防护
对于石油库的钢制储罐（罐壁厚度不小于4mm），在灌顶装有无阻火器的呼吸阀时，应沿罐顶边缘敷设一圈接闪带（宜采用热镀锌圆钢或扁钢，圆钢直径不应小于8mm，扁钢截面积不应小于50mm2，厚度不应小于2.5mm），利用其自身罐壁作为引下线，同时设置独立的接地体。
油罐的接地装置采用环行接地体的形式，接地体采用DN50的镀锌钢管，长度为2.5m，埋地深度为0.5m，且接地体距储罐的距离不小于3m，油罐接地体之间的距离为3m。接地体与罐壁的连接均采用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接，接地点不应少于两处，且每一接地点的冲击接地电阻不应大于10Ω。
4.2 防雷电闪电感应及高电位反击措施
金属储罐的罐体、呼吸阀、量油孔、阻火器、透光孔等金属附件必须保持电气连接并接地。罐顶的混凝土板与板、板与梁、梁与柱之间的钢筋焊成一体，构成完善的电气连接。浮顶罐的浮顶与罐体应采用两根导线做电气连接，其连接导线应选用不小于25.0mm2的铜芯线。对于内浮顶油罐，钢质浮盘储罐连接导线应选用横截面不小于16mm2的软铜复绞线；铝质浮盘储罐连接导线应选用直径不小于1.8mm的不锈钢钢丝绳。
为保证不产生地电位反击和跨步电压对相邻金属设备和人身的危害，应将所有金属设备和管线进行跨接，使其成为一个等电位体。安装于地上钢储罐上的信息系统装置其金属的外壳应与罐体做电气连接，信息系统的配线电缆应采用屏蔽电缆。电缆穿钢管配线时，其钢管上下两处应与罐体做电气连接并接地。
5 结束语
杭州石油公司小河油库在设置了雷电防护装置之后，油库系统的接闪装置可以有效地接受雷电流，并且泄放于大地，使得雷电流对油库内的油泵站、装卸码头及油罐区等其他功能区带来的危害给予了有效的防护。同时完好的雷电脉冲防护装置、闪电感应防护措施以及防闪电电涌侵入措施可以全面地保护整个油库系统的安全运行，也对人身财产安全起到了保护作用。
虽然对其油库进行了全面的雷电防护设计，但仍存在许多不足之处。今后，我会在自己的工作岗位上继续努力，在工作中积极的探索及研究更有效、更合理、更安全的雷电防护方案，避免雷电给我们的生活造成危害。
