孙本亮

摘要：城镇燃气是现代城乡经济社会发展的重要基础设施之一，与人民群众的生产生活息息相关。随着天然气的大规模开发应用，我国燃气事业获得长足的发展，同时燃气是高危险性的可燃气体，易燃、易爆、易使人窒息，遭受雷击，极易引发安全事故。目前国内主要由GB50028—2006（2020年版）《城镇燃气设计规范》、GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》、GB50650—2011《石油化工装置防雷设计规范》、GB50058—2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》等国标及QX/T109-2009《城镇燃气防雷技术规范》行标，形成了针对城镇燃气雷电防护的标准体系，为城镇燃气场站及设施的雷电防护措施提供了基础且重要的保障。但是，技术标准有其限定的适用范围，且存在修订间隔期，客观上难以避免对新技术、新设备的滞后性问题。

关键词：城镇燃气;雷电防护;直击雷防护;雷击电磁脉冲防护

引言

雷电是春季和夏季经常发生的一种常见的灾难性天气现象。它在非常短的卸载时间内产生极高的电压和电流。伴随而来的高磁场和高辐射对各种建筑、通信系统、自动控制系统、计算机网络等造成了巨大损害，甚至危及人们的生命和安全。城市自动调节系统（包括站场仪表系统、SCADA系统和安全系统）是确保城市燃气供应安全可靠的重要设施。它广泛应用，涉及数千户家庭的气体安全。但是，这些系统设备大多安装在外地站的露天环境中，容易受到雷击破坏，不仅造成重大经济损失，而且给城市燃气管网的运行带来重大潜在安全风险，甚至在严重情况下造成火灾或爆炸事故。因此，城市燃气的自动控制必须高度重视雷电的影响，对雷电易损设备采取适当的防雷措施，以避免或减少雷击造成的危害，确保城市燃气的安全运行。

1.设施设备

燃气场站的设施设备（利用本体作为接闪器的设施除外）都要安装在LPZ0B区内。位于空旷地带的调压站及采用高架遥测天线的调压站需单独设置雷电防护装置。在调压站内、外燃气金属管道为绝缘连接时，调压装置需接地。燃气场站内的金属设备、框架、管道、电缆保护层（钢管、桥架等）和放散管等，除就近与接地装置作可靠电气连接外，还应注意以下问题：（1）处于1区或21区爆炸危险区域內设备的接地线，从不同方向与接地体进行不少于两处相连。（2）机器设备和电动机安装在同一金属底板上时，将金属底板接地;安装在单独混凝土底座上或位于其他低导电材料制作的单独底板上时，将二者用接地线连接并接地。（3）金属静电设备与引下线或金属塔（杆）的距离按下列公式计算，当不符合时，在高于连接点的地方增加接地连接线。

2.引入新工艺、新设备增强完好率

采用引入新工艺、新设备等手段，保障燃气站场设备的完好率。完成城市燃气场设备的故障分析与检修工作，需要根据设备的内部、外部两部分属性进行优化。首先，需要借助新设备、新工艺，优化设备的运行模式，提升设备的环境与条件，减小不利于设备维护或对设备造成损害的操作，从根本上延长设备的使用寿命。对于设备自身，需要及时根据安全规范标准，及时做到设备的新旧更替，在保障经济效益的同时，提升设备的工作性能，增强设备安全运行的稳定性。因此，需要增加对燃气站场设备的投入，及时的改造换代升级，创设设备安全运行的硬件条件。

3.电子系统的雷电防护

因电子系统的自身耐压水平较低，故应注意将户外的监控仪表、探头等电子系统设备置于LPZ0B区内。室外电子系统线缆为金属线时，宜全线采用屏蔽电缆或护套电缆穿钢管埋地敷设，金属屏蔽层或钢管首尾电气贯通，两端就近接地，如采用埋地敷设有困难时，则敷设在架空金属桥架内，桥架做好跨接和接地。进出建筑物和电子系统机房时，电子线路的金属屏蔽层和金属管道等，需在各防雷区界面处做等电位连接。若采用光缆，宜在光端机前10cm处断开金属护层、金属挡潮层、金属加强芯并与等电位连接带可靠连接。当电子线路有闲置的备用芯线时，应将其两端接地。电子系统的线缆，需要在控制柜和设备前端安装信号SPD，以有效防护闪电电涌侵入。使用直流电源的电子系统设备，视其线路长度和工作电压要求，安装适配的直流电源线路SPD。

4.做好设备设施接地及等电位连接

设备和设施良好的接地和等电位连接可以减少对自动控制系统的雷电反击的危害。所有仪表、金属（包括金属栅栏、风旗、灭火器等）在燃气场站必须接地，同时，防雷、防静电、接地保护等各种接地装置采用共同接地的形式，接地电阻必须小于4Ω。接地电阻可通过增大接地网面积、使用电阻机等设备来降低雷电危险。为补偿电位，所有连接螺栓少于5个的法兰均由铜箔桥接;平行安装装置水平小于100mm的金属管道应间隔不超过25米的金属线桥接，横向距离小于100米的金属管道应间隔不超过100米的金属线桥接。将车站生产设备的所有仪器外壳和金属装置连接到金属线，并连接防雷接地系统;将自动控制室内的设备、部件和构件的金属外壳和装置连接到金属线，并用等效电位棒和防雷接地系统连接到室内，形成完美的电位连接。

5.防雷、防静电设施

大楼内外的燃气管道、敷设管道和燃气设施配备防雷和抗静电接地设施。连接附近的防雷接地装置，独立接地装置的冲击阻力不大于30Ω。当管道高于屋顶防雷网时，燃气管道壁厚不应小于4mm，镀锌圆钢不应小于φ8mm，用于防雷。对于可能造成静电危害的燃气管道，应在分支处设置防静电接地，间隔50至80米。装有火焰击穿保护装置的辐射管的冲击强度不应大于10Ω。

6.视频监控及周界报警系统的应用

燃气站是一个重要的消防和关键控制对象，其监控、报警系统和安全设施的可靠运行非常重要。通过连接周边报警系统和区域视频监控接口，监视车站外的情况。同时，用高分辨率视频波对站内压力表和液位等主要参数进行比较，跟踪站内人员的运动轨迹。面部识别装置安装在车站的守门人、入口墙壁和服务室，以区分值班人员和其他人员。站内人员活动轨迹和站外环境的实时场景通过服务器传输到服务室，数据同步备份到网络硬盘上。建立硬件和软件安全系统，防止站外的外部攻击和信息。视频监控的改造和升级实现了360度全方位的无中断广播。分布式光纤振动入侵防御系统取代了传统的红外抗干扰报警，具有光学时域反射技术的高定位精度和光纤干扰技术的高灵敏度等特点。能有效识别防盗滑板类，过滤猫、狗、鸟、树叶、琐事等物体的干扰，智能分析报警。车站环境、设备、设施异常时，监控可以自动采集预警信息，自动调速器相机对准设备、设施进行检测校准。

结束语

考虑到城市燃气场站遭遇雷击会影响燃气管网安全运行所造成的巨大破坏，有必要高度重视燃气管道防雷设施的防雷规划和安装，以合理可靠的方式达到规范，避免防雷缺陷。同时，在日常工作中，防雷设施和设施的维护和定期检查也非常重要。只有这样才能防止城市燃气自动化受到雷击破坏，保证燃气管网的安全运行以及人民生命财产的安全。

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