燃气管道的防雷安全措施

燃气管道的防雷安全措施燃气管道的防雷安全措施 一 概述 雷电是一种可怖而又壮观的自然现象 它给人类的生活和 生产活动带来巨大的影响 雷电促成有机物质的合成可能在地 球生命起源中占有一定的地位 雷电引起的森林火灾可能启发 了远古人类对火发现和利用 但在现代生活中 雷电威胁人类 的生命安全 常使航空 通信 计算机系统 电力 建筑等许 多部门及设施遭受破坏 一直引起人们对于雷电活动及其防护 问题的关注 雷击会严重损害电气设备和电子设备 数十乃至几百千安 的雷电冲击电流 具有巨大的电磁效应 热效应和机械效应 雷电冲击电流流过被击物体形成幅值很高的冲击电压波 使电 气设备绝缘破坏 冲击电流的电动力作用 使被击物体炸裂 冲击电流使导线等金属物体温度突然升高 以致熔断毁坏 其 中以前一种情况的破坏性最大 也是我们应该关注的主要问题 重庆是全国的多雷暴地区之一 每年因雷击造成的经济损 失高达 2 个亿以上 严重影响到人民的生命和财产安全 上世纪八十年代 重庆市渝中区上清寺红球坝附近发生埋 地燃气供气管道被雷电击穿的雷害事故 上世纪末 永川区跳 蹬河农贸市场商住楼由于天然气管道敷设在屋面成为了事实上 的接闪器 不符合防雷技术要求 造成了雷击导致天然气调压 箱爆炸燃烧 封锁通道 引起住户恐慌 72 家住户联名向永川 市人民政府 永川市人大上告的社会事件发生 进入新世纪 市电信局李家沱宿舍楼因雷击导致调压箱附近静电感应发生火 花 这些都说明 对于燃气管道的防雷 我们应引起足够的重 视 加之近年来 由于高层建筑的不断增加 受消防及其他因 素的限制 燃气供气管道常常沿建筑物外部安装至屋面 然后 再进入室内 这种安装方式的出现 使得燃气供气管道的防雷 安全显得尤为重要 为防止室外燃气管道由于雷击发生损伤 火灾 爆炸等 对这部分管道采取防雷措施是必要的 二 燃气供气管道的雷电危害方式 1 直击雷危害 对于架空或埋地的燃气管道遭受直接雷电袭击 闪电中的 电压高达几万伏乃至十亿伏 及易导致管道被击穿所引起的危 害 同时产生的机械效应或热效应 使燃气产生燃烧或爆炸伤 人的事故 2 感应雷危害 雷云在起电 移动和先导放电的过程中 对燃气供气管道 产生静电感应 使之产生异号静电位 一旦雷云对地放电管道 中的束缚电荷成为自由电荷 以冲击波的形式对称地向管道两 端移动 电荷移动所形成的电流为雷电感应电压 所谓感应雷主要分为两种 一种是雷云对电源 信号电缆 产生等电荷量的静电感应 随着雷云的扩展 导体上逐渐感应 出大量异性电荷 当雷云突然放电后 电缆内聚集的感应电荷 在线路上产生瞬间浪涌 过电压 并沿着电源线 金属管道 等进入户内而造成损害 另一种是雷云放电时产生巨大的交变磁场 电磁脉冲 使其附近的导体内产生感应过电压 这种微秒至毫秒级的浪涌 电压具有 速度快 幅值高的特点 3 雷电波侵入危害 雷电波侵入是指直击雷或感应雷沿燃气供气管道等金属的 引入线引入建筑物内 发生闪击而造成的雷击事故 这种事故 的发生率很高 而且往往事故又严重 综上所述 燃气供气管 道的雷电危害方式主要有以上三种 无论直击雷还是雷电波侵 入 其危害都远远大于雷电静电感应 而雷电静电感应可导致 1mm 间隙产生电火花引爆可燃气体 因此对直击雷与雷电波侵 入的危害可想而知 三 室外燃气管道的防雷措施 根据上述分析 建筑物的防雷对象主要考虑三种 一是防 直击雷 二是防雷电感应 三是防雷电波侵入 进行燃气管道防雷 的主要设计思路为 将燃气管安装在原有避雷装置的保护范围之内 避免直 击雷 将燃气管道与防雷装置进行等电位连接 避免感应雷和 雷电波侵入 一 直击雷的防雷措施 1 将燃气管布置于接闪器的保护范围内 因此确定接闪器 的保护范围是关键 接闪器的保护范围按照滚球法确定 当接地 金属物 其他接闪器处于外周线之内且位于被保护部位的边沿 时 应按以下方法确定所需端面的保护范围 见图 1 以 a b 为圆心 r 为半径作弧线相交于 o 点 以 o 点为圆心 r 为半径作弧线 ab 弧线 ab 就是保护 范围的上边线 2 对屋面上铺设的燃气供气管道 为了避免雷电直接击 在燃气供气管道 因此 燃气供气管道不应跨越建筑物女儿墙 由于燃气供气管道不在建筑物防雷设施的保护范围之内 应从建筑物女儿墙底部进入墙内 同时在屋面的燃气管道沿线 应采取屏蔽的金属网格化处理 尽可能减少直击雷和感应雷的 危害 3 室外沿外墙铺设的燃气金属供气管道应每 20m 做一次 防雷接地与建筑物的均压环连接 天面管最少应有两处连接 如燃气管与防雷网相交净距小于 l00mm 时也应连接 屋面的燃 气管及放散管尽量远离建筑物雷击率最高的部位 即屋角 檐角 女儿墙的上方 屋脊等 一般不少于 2 m 二 雷电波侵入防护技术 雷击燃气供气管道或雷电感应电流的雷电波侵入的防护 应在燃气供气管道进入室内处作好绝缘技术处理 即在燃气供 气管道入户处应接入绝缘接头以与户外的燃气管道隔离或在法 兰盘处插入绝缘段处理 如图 2 图 3 对于采用户外表安装方式的用户 特别是采用铝塑复合管 的用户 为节省费用 可采用图 4 所示的引入式绝缘接头作为 隔绝措施 效果很好 其具体作法是 选取与墙体厚度相当的 绝缘接头 用弯头或三通接接在外墙管上 穿墙后再与室内部 分的管道相连即可 需要注意的是 绝缘接头的 pe 部分只能藏 在墙体内 不能露出墙外 如果穿墙洞稍大 还应用适当的填 充物将孔洞填实 以保证 pe 部分不受紫外线的照射 图 5 是工 人正在连接这种穿墙的绝缘接头的情形 图 6 及图 7 是安装好 穿墙绝缘接头的室外部分及室内部分的效果图 目前这种防雷 安装方式已在川渝地区推广 得到国家相关职能部门的好评 三 雷电静电感应防护技术 在燃气供气管道的绝缘处理中 绝缘段前端的燃气管道应 通过放电间隙与绝缘段后端的燃气管道 或总等电位连接带 做等电位连接 图 8 图 8 等电位连接 如果燃气供气管道的法兰盘 阀门接头之间生锈腐蚀或接 触不良 在电流幅植相当低 10 7ka 的情况下 法兰盘间也 能发生火花 如遇可燃气体立即燃烧爆炸 因此 对室内燃气 设备及燃气器具应做防雷电感应接地 对于燃气仪表等应跨接 做好等电位技术处理 对于可能遭受雷电静电感应的危害防护 燃气供气管道每隔 20 25m 应设防雷电感应接地 接地电阻 均不应大于 10 同时在管道的分支处 应设防静电接地 接 地电阻不应大于 30 四 不同类型房屋的防雷设计 1 对于高度超过 45 m 的高层建筑 按照 建筑物防雷设 计规范 gb 50057 94 规定 对高度超过 45 m 的钢筋混凝土结 构 钢结构的建筑物 沿外墙竖直敷设的金属管道应采取防侧击 和等电位的防护措施 即金属管道的顶端和底端与防雷装置连接 2 对于多层建筑 高度未超过 45 m 当建筑物屋面有合格 的防雷系统时 楼栋燃气管道采用上行下供式 天面燃气管应完全 处于建筑物防雷接闪器保护范围之内 还应与天面的避雷网 带 进行等电位连接 可以不作独立的接地体 如果建筑物屋面无避 雷网 带 的 尽量避免走天面管 否则须重新按照规范安装防雷装 置 3 接地装置 1 接地装置分为自制接地体和建筑物原有接地装置 建 筑物原有接地装置完好时 防雷电感应 电气设备等接地可共用 此接地装置 当自制接地体与其他接地装置不共用 不相连时 两者间在地中的距离应符合下式要求 但不应小于 2 m d 0 3 kc ri 式中 d 地中距离 m kc 分流系数 ri 冲击接地电阻 2 自制接地体距建筑物的出入口或人行道不应小于 3 m 当小于 3 m 时 应采取下列措施 水平接地体局部埋深不应小于 1 m 水平接地体局部应包绝缘物 3 埋于土壤中的垂直接地体宜采用角钢 扁钢或圆钢 水 平接地体宜采用扁钢或圆钢 扁钢截面不小于 100 mm2 厚度不