LNG液化天然气站防雷设计

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LNG液化天然气站防雷设计

一、雷电的主要发生的地区

    A、易遭雷击的地点：

1、土壤电阻率较小的地方，如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方；

2、山坡与稻田接壤处；

3、具有不同电阻率土壤的交界地段。

B、易遭受雷击的建（构）筑物：

1、高耸突出的建筑物，如水塔、电视塔、高楼等；

2、排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等；

3、内部有大量金属设备的厂房；

4、地下水位高或有金属矿床等地区的建（构）筑物；

5、孤立、突出在旷野的建（构）筑物。

二、防雷设计依据：

（1）《建筑物防雷设计规范》（2010版）               GB50057

（2）《电子计算机机房设计规范》                    GB50174

（3）《雷电电磁脉冲的防护》                        IEC 6I312

（4）《防雷与接地安装》                            99D-501-1

（5）《SPD 通讯网络防雷器》                        IEC 61644

（6）《低压配电设计规范》                          GB 50054

（7）《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》    GBJ 64-83

（8）《电子设备雷击保护导则》    GB 7450-87

（9）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》   GB 50169-92

（10）《建筑物防雷》                               IEC 61024

（11） 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》   GB/T50311-2000

（12）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》           GB50343-2012

三、LNG液化天然气站防雷内容

LNG液化天然气站由于建设位置的特殊性，主要在市城区或交通主干道上，按靠近水、电，靠近车源，加气方便，由于地理环境原因防雷防浪涌已经成为重点，整体防雷安装包括：

1）外部防雷（先导放电避雷针、避雷带、绝缘引下线、独立避雷针塔、四角角钢避雷拉线塔、三角圆钢避雷塔）

2）内部防雷（电源三级防雷保护、一级采用TSPD-A350开关型防雷器，信号防雷）

3）等电位连接

4）防雷接地（公共防雷接地、独立接地、静电接地等）。

三、综合防雷概述

综合防雷系统如图

雷电进入设备途径：

四、LNG液化天然气站分类为：

1、撬装式加气站

2、标准式加气站

3、L-CNG加气站

4、移动式撬装加气站

加气站安全常识

1、LNG 在环境大气压下具有极低的温度：-162℃；

2、具有很大的气液体积比，如果减压措施不当，将导致压力迅速升高。LNG 的气液体积比大致为620：1；

3、前期加注量小，自然汽化回导致气损率偏大；

4、城市内LNG车辆不可避免的存在放散问题；

5、天然气是易燃性气体，生产区域有明显的安全标识；

6、撬装式LNG 汽车加气站应在有完备的安全措施及固定点使用, 严禁随便移动使用，真空工艺管线不允许踏踩；

7、运输过程严禁碰撞储罐，储罐必须保持真空度；

8、保持设备所在地区通风良好；

9、在维修或保养设备时确保系统已泄压；

10、远离易燃品或电火花；

11、电气部分及仪表部分不能进水；

12、所有电气设备都应符合危险区域防爆等级的要求；

13、在有LNG 的区域内，不能使用明火或任何未经允许的电气及通讯设备，例如手机和无线电广播发射机。

五、防雷设计与施工主要方案

1）直击雷防护

根据加气站地理环境主要采用：THZ-05C先导放电避雷针、热镀锌避雷带、绝缘引下线、独立避雷针塔、GFW系列钢结构避雷针线塔、三角圆钢避雷塔。

避雷针具体安装图纸：

三角圆钢避雷针安装

建筑物直击雷安装THZ-05C先导放电避雷针

2）电源防雷与信号防雷安装

根据GB 50054《低压配电设计规范》和GB 50174《电子计算机机房设计规范》有关低压防雷的有关规定，外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以上的距离进入建筑物，且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器。必须做到在电源的进入瑞安装低压端的总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全。

具体措施办法

在总配电柜低压输出端并联安装一套腾辉智能TSPD-A350开关型电源一级防雷器 ，用于动力机房配电设备的电源第一级的防雷保护。开关型并联式SPD电源浪涌保护器 ,产品性能优越，密封性好、外观美观、安装接线方便，具有防尘、防腐蚀、阻燃等功能。用于交流三相380V低压配电系统中，能防止雷击、工业噪声或其它原因产生的感应过电压、过电流现象和其它瞬间浪涌电压对系统或设备造成永久性损坏或瞬间中断等危害。

开关型并联模块式电源浪涌保护器（SPD）属于三相并联型SPD，浪涌保护器前内置空气开关 。 用并联瞬态浪涌释放方式，当供电线路遭受过电压、过电流时将雷电能量或其它干扰过电压、过电流有效抑制，使各线路间的电位差基本保持不变，雷击后自动恢复，确保电气设备安全运行。所有接线用16mm 2 股铜线连接，地线用25mm 2 多股铜线连接。

2、电源二级防雷：

设计依据、根据GB 50054-95《低压配电设计规范》和GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》有关低压防雷的有关规定，机房UPS分配电柜的电源防雷器，对通过电源初级防雷器的雷电能量进一步泄放，可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，防雷器可并联安装在分配电柜处。

具体措施：

在UPS前端或分配电箱处安装壹套TSPD-B+C80 RM 用于电路设备的电源二级防雷保护。

3、第三级防雷系统：

第三级防雷即用电设备的末级防雷，这也是系统防雷中最容易被忽视的地方，现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件，如服务器、交换机等 ， 这些器件的击穿电压往往只是几十伏，最大允许工作电源也只是mA级的，若不做第三级的防雷，由经过一级防雷而进入设备的雷击残压仍将有千伏之上，这将对后接设备造成很大的冲击，并导致设备的损坏。应在网络交换机或服务器，处安装电源防雷插座作为第三级室内设备的末级防雷保护，保护楼机房内电子设备的单向供电设备。供电设备安全保护要求有20KA以上的通流容量。根据规范要求建筑中所使用设备的实际情况，考虑到交换机 、服务器等高价位设备 的重要性，将配电系统 末级防雷保护 设计为： 使用 8/20μs波形、通流容量10KA的箱式电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到1000V以下。

具体措施：

在设备前端安装防雷插座WJAZ106/PDU或WJA220-20用于电路设备的电源三级防雷保护。

3)接地分类

1）工作接地。

2）保护接地。

3）直流接地。

4）防雷接地。

5）防静电接地。

6）屏蔽接地。

防雷接地系统

接地是防雷的重要组成部分是防雷装置的基础，使雷电流更好的泻入大地，为保证机房或建筑物的接地阻值，还应尽量减小引下线的电阻值。依据防雷规范要求，此次引下线选用载面积为120平的铜绞线。接地体的具体位置和引下线的具体路由，在施工时以尽可能的减少引下线的长度。通过增大导线载面和减小引下线长度的措施，来尽量减小接地引线的电阻值。

1、垂直接地体材料

垂直接地体可采用烧制型WJD-01T非金属接地体、铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）、离子接地棒、锌包钢或其它新型接地材料。

2、水平接地体材料

水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等。

3、接地材料有以下要求：

a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;

b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;

c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;

d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;

e、非金属接地模块分为烧制型与压制型，常用规600mm*150mm*100mm,

f、铜包钢接地棒，镀铜厚度；≤0.25mm，ф16*1500mm型号：WJD-01B

g、离子接地棒时，WJD-Lф50*1500mm

h、采用物理降阻剂时，电阻率R=0.45，降阻率在60-95%之间，石墨含量70%，型号：WJD-Z25与WJD-Z10

4、地网施工布置

地网布置依据地形设计为 L型、口型、一字、H型或圆型。

5、地网挖掘

接地地网挖掘深度大于0.8米，根据土壤如：石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况，北方城市一定要达到冻土层以下。

6、焊接与防腐处理

接地体（线）的连接应采用焊接，焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度，常见的焊接分为：电焊与放热焊接。焊接不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处的药皮敲净后，刷沥青做防腐处理。
   采用搭接焊时，其焊接长度如下：1）镀锌扁钢不小于其宽度的2倍，三面施焊。（当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的为准）。敷设前扁钢需调直，煨弯不得过死，直线段上不应有明显弯曲，并应立放。2）、镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍并应双面施焊（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准）。3）镀锌圆钢与镀锌扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。4 ）镀锌扁钢与镀锌钢管焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接处，还应直接将扁钢本身弯成弧形与钢管焊接

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