摘要：磁翻柱液位計也叫阻隔防爆撬裝式加油站，是集加油機、儲油罐、計量、視頻監(jiān)控為一體的可移動地面加油站，具有防火防爆，安全環(huán)保，占地面積小，便于遷移等特點，目前廣泛用于物流中心、港口碼頭、機場、大型企業(yè)內(nèi)部加油等。因磁翻柱液位計往往需要遷移，相比傳統(tǒng)固定加油站，缺少較為嚴格的監(jiān)管審批程序，造成磁翻柱液位計存在較大防雷隱患，文章就磁翻柱液位計防雷保護要點進行分析，供工程人員參考。

 

    1 磁翻柱液位計結(jié)構(gòu)特點

    磁翻柱液位計外部結(jié)構(gòu)為標準集裝箱體，主要由以下部分組成：卸油系統(tǒng)、阻隔防爆儲油罐及附件、加油系統(tǒng)、安防保護系統(tǒng)。其中卸油系統(tǒng)由流量計、油泵、閥門和消氣過濾器等組成；阻隔防爆儲油罐及附件由儲油罐、阻隔防爆裝置、呼吸閥等組成；加油系統(tǒng)由加油機、供油管路及閥門等組成；控制系統(tǒng)由控制器、液位計和電磁閥等組成；安防保護系統(tǒng)由自動關(guān)閉保護、緊急泄壓裝置、可燃氣體探測器、聲光報警器和自動滅火器等。如圖1 所示。

 

 

 

 

    2 磁翻柱液位計雷電風險分析

    設(shè)計較好的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還應當包括防雷接地系統(tǒng)，而大多數(shù)撬裝加油設(shè)備都無單獨的防雷接地設(shè)計，由此造成撬裝加油設(shè)備存在較大的防雷安全隱患。存在的雷電風險，可以根據(jù)雷電致災途徑進行分析，雷電災害主要通過以下幾種方式對設(shè)備、設(shè)施造成損壞。

 

    2.1 直接雷擊

    當帶有電荷的雷雨云與地面撬裝加油設(shè)備之間的電場強度達到空氣的擊穿強度時，雷雨云和地面撬裝設(shè)備發(fā)生放電，直接雷擊破壞力主要在于強電流產(chǎn)生的破壞性，強大的雷電流經(jīng)過撬裝設(shè)備時因強電流和高溫高熱使設(shè)備遭到破壞，產(chǎn)生的高電壓，能破壞絕緣層，發(fā)生火花放電，引起火災或爆炸，雷電流的電動力效應、熱效應可使設(shè)備部件斷裂破碎等。

 

    2.2 感應雷擊

    當帶電雷暴云接近地面時，由靜電感應，在撬裝設(shè)備金屬構(gòu)件上感應出大量電荷，雷擊發(fā)生后原聚集的電荷以過電壓的形式通過磁翻柱液位計電源系統(tǒng)、通信控制線纜、傳感線纜等金屬導體傳導，造成設(shè)備損壞。同時由閃電放電時，產(chǎn)生的沖擊電流會在三維空間內(nèi)形成迅速變化的磁場，由電磁感應原理，迅速變化的磁場能在附近的金屬導體上感應出高電動勢。由雷電電磁感應引起的能量若不及時泄入地下，同樣會產(chǎn)生火花放電，引起火災、爆炸或觸電事故。以弱電系統(tǒng)防雷而言，除防直接雷外，還需要做感應雷防護，特別是微電子設(shè)備、通信設(shè)備、控制設(shè)備。目前內(nèi)部高度集成，從而造成電子設(shè)備耐過電壓、過電流的能力弱，抗浪涌電壓的承受能力下降，加之信號來源路徑增多，更容易遭受雷電波侵入。

 

    2.3 地電位反擊

    撬裝加油設(shè)備外部防雷系統(tǒng)( 如撬裝體、金屬罐體、接閃裝置、接地網(wǎng)) 受到直接雷擊，雷電流通過撬裝體及其接地網(wǎng)入地后，將在接地體的兩端產(chǎn)生較高的電壓降，此電壓降將通過設(shè)備的接地線、電纜屏蔽管、各種管道引入設(shè)備，造成設(shè)備的損壞。針對撬裝加油設(shè)備，當設(shè)備受到直接雷擊，雷電流經(jīng)接地網(wǎng)流入大地時，因存在接地電阻而產(chǎn)生較大的電壓降，使設(shè)備對地電位增高，通過電源系統(tǒng)PE 線擊穿設(shè)備相線、信號系統(tǒng)、控制線路、設(shè)備金屬外殼等，導致設(shè)備嚴重損壞，甚至人身安全。

 

    3 磁翻柱液位計防雷要點

    3.1 外部防雷措施

    你磁翻柱液位計油罐、氣罐、儲氣罐等整體處于撬裝箱體內(nèi)，當金屬罐體、撬裝箱體的壁厚大于4mm，可以充分利用罐體、撬裝箱體、以及檢測臺金屬護欄做自然接閃器。而磁翻柱液位計頂部有兩根放散管，放散管未處于接閃器的保護范圍之內(nèi)，需要單獨安裝人工接閃桿保護，為了降低雷擊概率，同時起到保護作用，可以在檢測平臺金屬護欄上安裝兩組接閃桿保護，接閃桿安裝高度可以通過滾球法計算，接閃桿和金屬護欄做好電氣連接，如圖2 所示。

 

 

 

 

    因整個撬裝箱體是金屬構(gòu)件，箱體頂部安裝的獨立接閃桿、金屬護欄、箱體整體保持電氣導通，可以利用箱體自身做人工引下線。箱體的防雷接地，應采用40mm×4mm 熱鍍鋅扁鋼做成水平閉合環(huán)形接地體，同時采用50mm×50mm×5mm×2.5m間距5m 熱鍍鋅角鋼做垂直接地體，埋地距地面-0.6m 以下，接地點弧形間距不大于30m 且不少于兩處，接地電阻不大于10Ω。

 

    3.2 地電位反擊解決方案

    撬裝加油設(shè)備在遭受直接雷擊后，雷電流通過設(shè)備防雷接地系統(tǒng)泄流入地時，接地系統(tǒng)電壓抬升，電源系統(tǒng)PE 線、信號系統(tǒng)邏輯接地線電壓遠高于系統(tǒng)相線、信號線工作電壓，則需要在地線和相線或信號線之間通過SPD 做連接，保證正常工作狀態(tài)下兩者不連通，沒有相互干擾，當?shù)仉娢惶^幅值時形成暫態(tài)高電位，SPD 則消除此在設(shè)備內(nèi)由于線間電壓差而造成的損害。

 

    3.3 感應雷防護要點

    (1) 在撬裝加油設(shè)備中的通訊電纜線、傳感線纜、控制線纜等鎧裝外皮或電纜金屬管等應當和防雷接地裝置采用共用接地，減低電磁干擾，電纜相線和中線應通過電涌保護器接地，以確保信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)等電子設(shè)備在正常工作狀態(tài)下不受電磁干擾，當出現(xiàn)暫態(tài)過電壓、過電流時，不發(fā)生設(shè)備內(nèi)擊穿。撬裝箱體、金屬管道等應與防雷接地裝置可靠連接。撬裝箱體內(nèi)的壓縮機、感應式壓力表、計費表、溫度計等設(shè)備金屬外殼采用2.5mm2 的接地線與預留接地端子保持連接。

 

    (2) 撬裝加油設(shè)備配電系統(tǒng)一般采用ＴＮ- Ｓ系統(tǒng)，雷電防護等級按照GB50343-2012 中第5.4.3 條不低于C 級設(shè)計過電壓保護。在總配電柜設(shè)一級放電電流Iimp≥12.5KA 或In≥50KA SPD 保護，各種機泵用分電箱設(shè)標稱放電電流In≥20KA SPD做第二級保護，UPS 設(shè)備可設(shè)標稱放電電流In≥3KA SPD 做第三級保護。各種測量儀器、傳感設(shè)備、儀表為防止被雷擊電磁脈沖損壞，可以將儀表等設(shè)備SPD 安裝在控制室線路的一端，以有效消除儀表線路上的過電壓，達到防雷的目的。

 

    4 結(jié)語

    目前撬裝式加油站廣泛應用于車站、碼頭、物流園區(qū)等人員密集區(qū)域，加之屬于易燃易爆場所，做好防雷裝置的設(shè)計、施工、檢測是保證磁翻柱液位計正常運行和人身安全的重要保障。除此之外，做好磁翻柱液位計防雷還需要建站雷電災害風險評估、查閱雷電易發(fā)區(qū)域閃電相關(guān)參數(shù)，同時還要熟知對加油站內(nèi)各設(shè)施的功能和作用，從點、線、面對防雷裝置進行設(shè)計和施工，才能全面地做好磁翻柱液位計防雷安全。