低压燃气储气罐的防雷设计侯彪(中国市政工程华北设计研究总院，天津300074)摘要:结合低压储气罐防雷工程设计经验，利用GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》附录F给出的雷电流参量，分析直接雷击、闪电感应、闪电电涌侵入对储气罐的影响，提出了相应的设计措施。关键词:低压储气罐;直接雷击;闪电感应;闪电电涌侵入中图分类号:文献标识码:文章编号:1000－4416(2013)10－0A38－03TU996B接闪器，并做好接地和等电位连接。由于热镀锌钢的经济性、耐腐蚀性、适用环境宽泛等优异特性，设计中储气罐的防雷接地装置多采用热镀锌钢材料。为方便施工和观感舒适储气罐的防雷设计中接闪带和引下线一般采用12热镀锌圆钢，接地装置一般采用40×4热镀锌扁钢和L50×5×2500热镀锌角钢。储气罐的接地电阻不大于4Ω。3直接雷击对储气罐的影响概述在城镇燃气系统和工业燃气系统中低压储气罐被广泛应用。低压储气罐分为低压湿式储气罐和低压干式储气罐两种类型。低压储气罐的共同特点，一是结构上都是钢结构，二是都有可能处在气体爆炸危险环境之中，三是与周围建筑物相比体积庞大、高度较高。这些特点使其极易遭受雷击，并且一旦遭受雷击会造成严重后果和巨大损失。因此，为保证供气安全，做好储气罐防雷装置的设计至关重要。1储气罐防雷设计雷电是大气中带电云层之间或带电云层与地面之间所发生的一种强烈的自然放电现象，也是迄今人类无法控制的自然现象之一。雷电活动给人类留下的最直观最深刻的印象就是电闪雷鸣，给人类造成的灾难也常常是火光冲天。实际上，雷电对低压储气罐的危害主要是通过直接雷击、闪电感应和闪电电涌侵入三种方式作用于储气罐及其附属配套设施，因此储气罐防雷设计就必须针对这三类雷害采取必要措施来降低雷击对储气罐及其附属设施的损坏和对附近人员的伤害。在可能发生雷电灾害的地区，低压储气罐因其所储存气体的爆炸危险性而被划为第二类防雷建筑物。对于罐顶板壁厚不小于4mm的储气罐，其防雷设计依据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》第4．3．10条规定“不装设接闪器但应接地”。对于不满足GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》第4．3．10条规定的储气罐，其防3．1直接雷击的瞬态电涌的影响直接雷击会在低压储气罐及其防雷装置上产生2一个极高的瞬态过电压，这种瞬态过电压的电阻分量将直接导致储气罐接地装置对地电位升高，造成接地装置附近的人员承受过高“跨步电压”。同时，对接触储气罐防雷引下线及与其相连的金属物体的人员产生高达200～600kV的“接触电压”。由于雷电流的陡度很大，强大的雷电流在引下线电感上还会产生电感电动势，这种瞬态过电压会对引下线附近未满足安全距离又未作等电位连接的金属物体产生“反击”。表1为依据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》附录F给出的雷电流参量，假设雷电流全部流经防雷接地装置，在储气罐接地装置接地电阻为4Ω的条件下，计算出的第二类防雷建筑物遭雷击时瞬态电涌参数［1］778－779。从表1中数据可以看出，正极性雷击的雷电流·A38·www．watergasheat．com侯彪:低压燃气储气罐的防雷设计第33卷第10期表1第二类防雷建筑物遭雷击时瞬态电涌参数表2第二类防雷建筑物防雷装置的钢导体截面积热量以及雷电流放电电弧产生的热量能瞬间加热金属体使其熔化，但其热过程非常复杂，不易准确计算。表3为假设雷电流在雷击点产生的全部能量均用于熔化钢质金属体，雷击点加热面积为直径8cm的圆形面积，依据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》附录F给出的雷电流参量，在遭受首次正极性雷击条件下，计算出的第二类防雷建筑物防雷装置的钢导体被熔化的体积和熔化的深度［1］780－781极性以后雷击的雷电流平均陡度最大，因此此时引下线上的电感电压降是最大的。显然，不论雷电系列放电活动处在哪个放电阶段，雷电直接击中低压储气罐防雷装置时，强大的雷电流流经防雷接地装置都会在引下线及接地装置上产生一个危险的瞬态过电压。因此，为防止直接雷击对储气罐或其附近人员造成伤害，设计中必须要求在保证低压储气罐防雷装置设施完好、适度降低其接地电阻外，引下线附近还必须设置“雷雨天勿靠近”的警示牌。3．2直接雷击的热...