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摘要：近年来，随着我国经济的高速发展，新建的汽车加油站越来越多，由于汽车加油站存在爆炸危险区域 ，因此与普通的工业及民用建筑电气设计有所不同，设计时应严格遵守 GB 50156．2002 汽车加油加气站设计与施工规范及 GB 50058—92爆炸和火灾危 险环境电力装置设计规范有关规定。下面就设计要点进行阐述。
关键词：加油站；电气设计；危险区域；爆炸
伴随地方经济的发展和人民生活水平的提高，各地的机动车辆也在迅速增加，城市机动车公共加油站这一为之提供能源的配套服务设施也在的速度的增加。加油站在城市交通建设中起着重要的作用，也是城市灾害救助中的重要能源基地，但是近年来加油站的雷电灾害事故频繁发生，直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全，削弱了加油站作为城市能源枢纽的功能，因此对加油站的雷电综合防护是非常重要的。
1、汽车加油站的环境特点
加油站通常具有以下几个特点：1）地理位置：加油站通常设在城区开阔地带或郊区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带；2）实施条件：无论在城区还是乡村，这些加油站建筑往往都不具备符合要求的防雷实施（包括外部防雷、内部防雷和地网等等）。此外，加油站营业建筑的面积一般都很小，不便于多级防雷方案的实施；3）电源系統：一般加油站的380V交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑的，部分加油站是由10KV电力线架空接入，经变压器后再地埋引入建筑的。在乡村和山区有时根本没有地埋措施，因此非常容易感应雷电电磁脉冲；4）通信网络系统：引入加油站的ISDN等通信线路通常也是由户外架空明线引入的，并且通常未安装专用电涌保护器（SPD）做雷电防护措施。
从以上几个特点不难发现，从雷电防护角度来看，加油站一般都运行于“高风险”环境下，即对于雷害风险的“暴露程度”很高，因此需要采取强有力的防护措施。根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》、GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》、GB 50074-2002《石油库设计规范》等国家标准及IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》标准，其电源线路至少应采取两级雷电防护，信号线路至少应采取一级雷电防护才能达到雷电防护的要求。但目前的情况是，大多数加油站都没有进行电源线路和信号线路的雷电过电压防护。
鉴于加油站的上述特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天以上），应选用最大标称放电电流大于15KA（10/350μS）的电涌保护器作为电源系统的第一级雷电防护，其保护水平应小于2000V，同时满足这两个方面的要求才能保证加油站设备用电电源的可靠运行。通信信号线路由于多是由外部进线，因此同样会受到雷击的威胁，因此也需要采用专用通信信号系列电涌保护器进行雷电防护。
2、爆炸危险区域的电气设计
为了安全恰当地选择和安装加油站内的电气设备，合理选择电气线路的敷设方式，首先必须正确地划分加油站的爆炸危险区域。国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规划》，对爆炸性气体环境危险区域的分区等级做了如下定义：0区，连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 ；1区，在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2区，在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在爆炸性气体混合物的环境。从上述定义可知，油罐(包括卸油口、通气管口)、加油机所处的位置均为爆炸性危险区域 ，在这些区域内的防爆电气设备的选择，电气线路的设计及安装需符合上述规范的要求。而《汽车加油加气站设计与施工规范》对加油站的爆炸危险区域的划分做了更具体的说明，此规范附录对埋地卧式汽油储罐的爆炸危险区域的划分如下：1)罐内部油品表面以上的空间划为 0区；2)人孔 (阀)井内部空间和以通气管管口为中心，半径为 1．5 m(0．75 ITI) 的球形空间和以密闭卸油口为中心，半径为 0．5 ITI的球形空间划分为 1区；3)距人孔(阀)井外边缘 1。5 ITI以内，自地面算起 1 ITI 高的圆柱形空间和以通气管管口为中心，半径为 3 m(2 ITI)的球形 空间以及以密闭卸油口为中心，半径为 1．5 ITI的球形并延至地面的空间划为2区。对汽车加油机的爆炸危险区域的划分如下：1)加油机壳体内部空间化为 1区；2)以加油机中心线为中心线，以半径为 4．5 m(3 m)的地面区域为底面和距加 油机顶 部以上 0．15 m半径为 3 m(1．5 m)的平面为顶面的原台形空间划为 2区。油罐处的电气设备一般有潜油泵及液位探棒，加油机处的电气设备一般有油泵电机、电磁阀等。根据它们所处的危险区域等 级可知，潜油泵及油泵电机的防爆结构应选隔爆型，液位探棒的防爆结构应选本质安全型 I A等级 。另外，由于汽油蒸汽与空气混合后产生的爆炸性混合物的级别和组别分别是 ⅡA级及 rib组，因此上述防爆 电气设备的级别和组别不能低于 ⅡA级及 rib 组。防爆电气设备均通过防爆接线盒与电缆或导线相连。加油站的动力线路一般采用铠装电缆埋地敷设。埋地敷设的电缆尽量贴近加油岛平行敷设，尽量避免设在行车道下，埋地深度不小于 0．7 mo当需要穿越行车道时，必须穿镀锌钢管保护。
3、照明设计
3.1 正常照明部分
因加油站的棚顶较高(4．5 m以上)，而加油机高度一般为2.4 m，棚顶已经不在爆炸危险区域的范围内，因此可选用非防爆灯具，一般采用 250 W 金卤灯(防护等级不低于 IP44级)。注意有些摩托车加油岛上的罩棚可能较低，离加油机较近，这时罩棚下的灯具用防爆荧光灯为宜。另外，站房一般建在爆炸危险区域以外(离各级释放源的距离在 5 m以上)，其灯具采用普通灯具即可，不必用防爆灯具。对于路灯及广告牌的供 电，其接地制式宜采用 TT系统，并装设漏电保护器 RCD保护，其额定动作电流可选100 mA。这种供电方式可解决当TN-S系统发生接地故障时，高电位可能沿 PE线传导的问题，避免了人员在户外被电击的危险。
3.2 事故照明部分
由于加油站存在爆炸性危险区域，因此必须设事故照明。方法有两种：1)采用 自带蓄电池应急照明灯；2)采用 EPS应急电源供电系统。相比之下，后者(容量大，维护方便可靠，有故障报警) 更有优势。
4、防雷、防静电
根据 GB 50057 94建筑物防雷设计规范 20o0年版第 2.0.3 条五、六款规定，因罩棚下存在爆炸危险环境，所以罩棚属第二类防雷建筑物。其避雷网(带 )应在屋面组成不大于10 m×10 m或 12 m×8 m的网格，其弓l下线间距应不大于18m，并利用钢筋混凝土桩基础内主筋作接地极。另外 ，由于油罐通气管凸出屋面 1.5 m以上 ，根据规范第 3.3.2条一款规定，对它需加设避雷针保护。对于埋地油罐，应在不少于两处的地方打人工接地极，卸油口处也需打人工接地极，并设接地端子。所有金属油管、埋地油罐、卸油口的接地装置、罩棚、站房的接地装置均要互相做电气联结，接地电阻不大于4 Q。为了防止雷电波的侵入 ，所有铠装电缆的屏蔽层及保护导线用的钢管均应两端接地，在电源进户处还应安装电涌保护器保护。为防止雷电流流经引下线时高电位对加油机的反击，加油机除作电气接地外，尚应与有引下线的柱子保持一定距离。
综上所述 ，针对汽车加油站存在爆炸危险区域这一特殊性，加油站的照明设计及防雷、防静电设计，具有一定的挑战性。 汽车加油站电气设计具有一定特殊性，设计时应 着重分清哪些范围是爆炸危险区域，哪些范围不是爆炸危险区 域，然后按相应的规范要求设计。■
关键词：加油站；电气设计；危险区域；爆炸
伴随地方经济的发展和人民生活水平的提高，各地的机动车辆也在迅速增加，城市机动车公共加油站这一为之提供能源的配套服务设施也在的速度的增加。加油站在城市交通建设中起着重要的作用，也是城市灾害救助中的重要能源基地，但是近年来加油站的雷电灾害事故频繁发生，直接威胁到加油站周围人群和建筑物的安全，削弱了加油站作为城市能源枢纽的功能，因此对加油站的雷电综合防护是非常重要的。
1、汽车加油站的环境特点
加油站通常具有以下几个特点：1）地理位置：加油站通常设在城区开阔地带或郊区、山区、乡村、高速公路等道路边的开阔地带；2）实施条件：无论在城区还是乡村，这些加油站建筑往往都不具备符合要求的防雷实施（包括外部防雷、内部防雷和地网等等）。此外，加油站营业建筑的面积一般都很小，不便于多级防雷方案的实施；3）电源系統：一般加油站的380V交流供电线路是架空明线接入至站区附近再地埋引入建筑的，部分加油站是由10KV电力线架空接入，经变压器后再地埋引入建筑的。在乡村和山区有时根本没有地埋措施，因此非常容易感应雷电电磁脉冲；4）通信网络系统：引入加油站的ISDN等通信线路通常也是由户外架空明线引入的，并且通常未安装专用电涌保护器（SPD）做雷电防护措施。
从以上几个特点不难发现，从雷电防护角度来看，加油站一般都运行于“高风险”环境下，即对于雷害风险的“暴露程度”很高，因此需要采取强有力的防护措施。根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》、GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》、GB 50074-2002《石油库设计规范》等国家标准及IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》标准，其电源线路至少应采取两级雷电防护，信号线路至少应采取一级雷电防护才能达到雷电防护的要求。但目前的情况是，大多数加油站都没有进行电源线路和信号线路的雷电过电压防护。
鉴于加油站的上述特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天以上），应选用最大标称放电电流大于15KA（10/350μS）的电涌保护器作为电源系统的第一级雷电防护，其保护水平应小于2000V，同时满足这两个方面的要求才能保证加油站设备用电电源的可靠运行。通信信号线路由于多是由外部进线，因此同样会受到雷击的威胁，因此也需要采用专用通信信号系列电涌保护器进行雷电防护。
2、爆炸危险区域的电气设计
为了安全恰当地选择和安装加油站内的电气设备，合理选择电气线路的敷设方式，首先必须正确地划分加油站的爆炸危险区域。国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规划》，对爆炸性气体环境危险区域的分区等级做了如下定义：0区，连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 ；1区，在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2区，在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在爆炸性气体混合物的环境。从上述定义可知，油罐(包括卸油口、通气管口)、加油机所处的位置均为爆炸性危险区域 ，在这些区域内的防爆电气设备的选择，电气线路的设计及安装需符合上述规范的要求。而《汽车加油加气站设计与施工规范》对加油站的爆炸危险区域的划分做了更具体的说明，此规范附录对埋地卧式汽油储罐的爆炸危险区域的划分如下：1)罐内部油品表面以上的空间划为 0区；2)人孔 (阀)井内部空间和以通气管管口为中心，半径为 1．5 m(0．75 ITI) 的球形空间和以密闭卸油口为中心，半径为 0．5 ITI的球形空间划分为 1区；3)距人孔(阀)井外边缘 1。5 ITI以内，自地面算起 1 ITI 高的圆柱形空间和以通气管管口为中心，半径为 3 m(2 ITI)的球形 空间以及以密闭卸油口为中心，半径为 1．5 ITI的球形并延至地面的空间划为2区。对汽车加油机的爆炸危险区域的划分如下：1)加油机壳体内部空间化为 1区；2)以加油机中心线为中心线，以半径为 4．5 m(3 m)的地面区域为底面和距加 油机顶 部以上 0．15 m半径为 3 m(1．5 m)的平面为顶面的原台形空间划为 2区。油罐处的电气设备一般有潜油泵及液位探棒，加油机处的电气设备一般有油泵电机、电磁阀等。根据它们所处的危险区域等 级可知，潜油泵及油泵电机的防爆结构应选隔爆型，液位探棒的防爆结构应选本质安全型 I A等级 。另外，由于汽油蒸汽与空气混合后产生的爆炸性混合物的级别和组别分别是 ⅡA级及 rib组，因此上述防爆 电气设备的级别和组别不能低于 ⅡA级及 rib 组。防爆电气设备均通过防爆接线盒与电缆或导线相连。加油站的动力线路一般采用铠装电缆埋地敷设。埋地敷设的电缆尽量贴近加油岛平行敷设，尽量避免设在行车道下，埋地深度不小于 0．7 mo当需要穿越行车道时，必须穿镀锌钢管保护。
3、照明设计
3.1 正常照明部分
因加油站的棚顶较高(4．5 m以上)，而加油机高度一般为2.4 m，棚顶已经不在爆炸危险区域的范围内，因此可选用非防爆灯具，一般采用 250 W 金卤灯(防护等级不低于 IP44级)。注意有些摩托车加油岛上的罩棚可能较低，离加油机较近，这时罩棚下的灯具用防爆荧光灯为宜。另外，站房一般建在爆炸危险区域以外(离各级释放源的距离在 5 m以上)，其灯具采用普通灯具即可，不必用防爆灯具。对于路灯及广告牌的供 电，其接地制式宜采用 TT系统，并装设漏电保护器 RCD保护，其额定动作电流可选100 mA。这种供电方式可解决当TN-S系统发生接地故障时，高电位可能沿 PE线传导的问题，避免了人员在户外被电击的危险。
3.2 事故照明部分
由于加油站存在爆炸性危险区域，因此必须设事故照明。方法有两种：1)采用 自带蓄电池应急照明灯；2)采用 EPS应急电源供电系统。相比之下，后者(容量大，维护方便可靠，有故障报警) 更有优势。
4、防雷、防静电
根据 GB 50057 94建筑物防雷设计规范 20o0年版第 2.0.3 条五、六款规定，因罩棚下存在爆炸危险环境，所以罩棚属第二类防雷建筑物。其避雷网(带 )应在屋面组成不大于10 m×10 m或 12 m×8 m的网格，其弓l下线间距应不大于18m，并利用钢筋混凝土桩基础内主筋作接地极。另外 ，由于油罐通气管凸出屋面 1.5 m以上 ，根据规范第 3.3.2条一款规定，对它需加设避雷针保护。对于埋地油罐，应在不少于两处的地方打人工接地极，卸油口处也需打人工接地极，并设接地端子。所有金属油管、埋地油罐、卸油口的接地装置、罩棚、站房的接地装置均要互相做电气联结，接地电阻不大于4 Q。为了防止雷电波的侵入 ，所有铠装电缆的屏蔽层及保护导线用的钢管均应两端接地，在电源进户处还应安装电涌保护器保护。为防止雷电流流经引下线时高电位对加油机的反击，加油机除作电气接地外，尚应与有引下线的柱子保持一定距离。
综上所述 ，针对汽车加油站存在爆炸危险区域这一特殊性，加油站的照明设计及防雷、防静电设计，具有一定的挑战性。 汽车加油站电气设计具有一定特殊性，设计时应 着重分清哪些范围是爆炸危险区域，哪些范围不是爆炸危险区 域，然后按相应的规范要求设计。■