DB37T - 油气集输站库雷电防护技术规范.doc

1、ICS 07.060A 47DB 37山 东 省 地 方 标 准DB 37/ XXXXXXXXX油气集输站（库）雷电防护技术规范Technical specifications of lightning protection for transportation and storage stations of oil and gas- XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施山 东 省 质 量 技 术 监 督 局 发 布DB37/ XXXXXXXXXI前 言本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。本标准由山东省气象标准化技术委员会（鲁TC 16）提出并归口。本标准起草

2、单位：山东省雷电防护技术中心、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心、天津市中力防雷技术有限公司、胜利油田安易雷电防护有限公司。本标准主要起草人：张文、李家宁、胡先锋、孙磊、邬铭法、孙荆茶、尹志清、刘福兴、林敬学、姚泊林、李秉文、田林斌、闫景东。 DB37/ XXXXXXXXX1油气集输站（库）雷电防护技术规范1 范围本标准规定了油气田内的油气集输站（库）直击雷防护措施、雷击电磁脉冲防护措施和防雷装置的管理与维护要求。本标准适用于陆上油气田内新建、改建、扩建的油气集输站（库）防雷工程的设计与施工，适用于既有油气集输站（库）防雷装置检测、维护和管理。2 规范性引用文件下列文件对于本文

3、件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 155992009 石油与石油设施雷电安全规范GB/T 18802.1 低压配电系统的电涌保护器（SPD）性能要求和试验方法GB/T 18802.21 电信和信号网络的电涌保护器（SPD）性能要求和试验方法GB/T 21714.22015 雷电防护 第2部分：风险管理GB 500572010 建筑物防雷设计规范3 术语和定义GB 500572010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB 500572010中的某些术语

4、和定义。3.1 油气集输站（库） transportation and storage stations of oil and gas具有原油和天然气汇集、处理和输送功能的站或库。3.2 储罐 tank储存易燃和可燃液体的设备。GB 500742014,定义2.0.43.3 监控和数据采集系统 supervisory control and data acquisition systems SCADA一种以多个远程终端监控单元通过有线或无线网络连接起来，具有远程监测控制功能的分布式计算机控制系统。GB 503502015,定义2.0.463.4 DB37/ XXXXXXXXX2防雷装置 lig

5、htning protection system LPS用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。GB 500572010,定义2.0.53.5 直击雷 direct lightning flash闪击直接击于建（构）筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。GB 500572010,定义2.0.133.6 接地装置 earth-termination system接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其流散入大地。 GB 500572010,定义2.0.103.7 闪电感应 lightning i

6、nduction闪电放电时，在附近导体上产生的闪电静电感应和闪电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。GB 500572010,定义2.0.163.8 防雷等电位连接 lightning equipotential bonding LEB将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。GB 500572010,定义2.0.193.9 接地系统 earthing system将等电位连接网络和接地装置连在一起的整个系统。GB 500572010,定义2.0.233.10 3.10 防雷区 lightning protection zone LPZ划分

7、雷击电磁环境的区，一个防雷区的区界面不一定要有实物界面，例如不一定要有墙壁、地板或天花板作为区界面。GB 500572010,定义2.0.243.11 雷击电磁脉冲 lightning electromagnetic impulse LEMP雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。 GB 500572010,定义2.0.25DB37/ XXXXXXXXX33.12 电气系统 electrical system 由低压供电组合部件构成的系统。也称低压配电系统或低压配电线路。GB 500572010,定义2.0.263.13 电子系统 electronic syste

8、m由敏感电子组合部件构成的系统。GB500572010,定义2.0.273.14 电涌保护器 surge protective device SPD用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。GB 500572010,定义2.0.293.15 最大持续运行电压 maximum continuous operating voltage Uc 可持续加于电气系统电涌保护器保护模式的最大方均根电压或直流电压；可持续加于电子系统电涌保护器端子上，且不致引起电涌保护器传输特性减低的最大方均根电压或直流电压。GB 500572010,定义2.0.313.16 电压保护水平 volta

9、ge protection level UP一个表征SPD限制电压的性能参数，它可从一系列的推荐选用值中选取，该值应大于或等于限制电压的最大值，低于相应位置被保护设备的耐冲击过电压额定值。3.17 冲击电流 impulse current Iimp流过SPD在指定时间内具有指定转移电荷量Q和指定比能量W/R的放电电流峰值。3.18 标称放电电流 nominal discharge current In流过电涌保护器8/20 s电流波的峰值。GB 500572010,定义2.0.323.19 设备耐冲击电压额定值 rated impulse withstand voltage of equipm

10、ent Uw设备制造商给予的设备耐冲击电压额定值，表征其绝缘防过电压的耐受能力。GB 500572010,定义2.0.474 防雷分类DB37/ XXXXXXXXX44.1 油气集输站(库)内建（构）筑物和工艺装置应根据使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，按防雷要求分为三类。4.2 下列情况之一，应划为第一类防雷建筑物：a) 具有 0 区爆炸危险场所的建（构）筑物和工艺装置；b) 具有 1 区爆炸危险场所的建（构）筑物和工艺装置，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。4.3 下列情况之一，应划为第二类防雷建筑物：a) 具有 1 区爆炸危险场所的建（构）筑物和工艺装置，且电火花不易引

11、起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；b) 具有 2 区爆炸危险场所的建（构）筑物和工艺装置；c) 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐；d) 预计雷击次数大于 0.05 次/a 的火灾危险场所；e) 预计雷击次数大于 0.25 次/a 的办公楼或一般性工业建筑物。4.4 下列情况之一，应划为第三类防雷建筑物：a) 预计雷击次数大于或等于 0.01 次/a 且小于或等于 0.05 次/a 的火灾危险场所；b) 预计雷击次数大于 0.05 次/a 且小于或等于 0.25 次/a 的办公楼或一般性工业建筑物；c) 在平均雷暴日大于 15d/a 的地区，高度在 15 m 及以上的烟囱等孤立的高耸建筑物；d)

12、 在平均雷暴日小于或等于 15d/a 的地区，高度在 20 m 及以上的烟囱等孤立的高耸建筑物。4.5 爆炸性气体危险环境分区和液态烃及可燃液体的火灾危险性类别见附录 A。5 一般规定5.1 油气集输站（库）内建筑物的雷电防护应符合 GB 500572010 的要求。5.2 站（库）区域内的工艺装置、设施及构筑物应按 4.2、4.3 和 4.4 的防雷分类采取防雷措施。 5.3 防雷装置的材料及规格应符合 GB 500572010 中表 5.1.2、表 5.2.1、表 5.4.1 的要求。电涌保护器应符合 GB/T 18802.1 和 GB/T 18802.21 的要求。6 直击雷防护措施6.

13、1 接闪器6.1.1 油气集输站（库）内装有阻火器的甲 B、乙类及丙类金属储罐的罐顶和罐壁厚度均不小于表 1中规定的厚度时，可利用其罐体作为自然接闪器。表 1 用做自然接闪器的金属板最小厚度材料 防止击（熔）穿的厚度 mmDB37/ XXXXXXXXX5钢 4钛 4铜 5铝 76.1.2 当采用独立接闪杆和架空接闪线进行直击雷防护时，接闪杆的高度应按其对应的滚球半径采用滚球法计算，使被保护物置于直击雷防护区（LPZ0B）内。接闪杆及其接地装置与被保护储罐体及其接地装置、输油管道、电气仪表配线管等设施的水平距离应符合 GB 500572010 中 4.2.1 的要求，且不应小于 3 m，冲击接地

14、电阻不应大于 10 。6.1.3 轻烃储存区的直击雷防护宜利用防雨金属棚面作为接闪器。用作接闪器的金属棚面应符合下列要求：a) 金属板之间具有持久的电气贯通连接，如采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接；b) 钢板、钛板和铜板的厚度不应小于 0.5 mm，铝板的厚度不应小于 0.65 mm，锌板的厚度不应小于 0.7 mm；c) 金属板无绝缘被覆层（薄的油漆保护层或 0.5 mm 厚沥青层或 1 mm 厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层）；d) 采用双层金属板作为接闪器时，上层金属板厚度不应小于 0.5 mm，中间的保温层应采用不燃或难燃的保温材料。6.1.4 钢质放空竖管厚度不小于

15、表 1 中规定的厚度时，可不另装接闪杆，底部（包括金属固定绳）应与接地装置连接。6.2 引下线6.2.1 金属罐壁、金属框架可作为自然引下线，最小厚度应符合表 1 要求。6.2.2 当无自然引下线可利用时，应敷设专设引下线。专设引下线应不少于 2 根，引下线的平均间距不应大于 18 m。6.2.3 引下线应经最短路径接地。明敷引下线应在地面上 1.7 m 至地面下 0.3 m 处进行机械保护。6.2.4 专设引下线连接宜采用焊接、卷边压接、螺钉或螺栓连接等方式，保证金属各部件间保持良好的电气连接。6.3 接地装置6.3.1 储罐应做环形接地，接地点不应少于 2 处，并沿罐周均匀或对称布置，间距

16、不应大于 30 m。防雷接地装置的冲击接地电阻值不应大于 10 。当接地装置的冲击接地电阻值大于 10 时，应按GB 500572010 中 5.4.6 的规定采取降低冲击接地电阻值的方法。敷设的人工环形水平接地体距罐壁的距离应大于 3 m，人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于 0.5 m。接地线宜在地面上 0.3 m 至 1.0 m 之间装设断接卡。DB37/ XXXXXXXXX66.3.2 储罐基础为钢筋混凝土时，应将基础内钢筋闭合成网状，并与人工接地装置连接，连接点不应少于 2 处。相邻储罐的防雷接地装置间距小于 15 m 时宜连接成共用接地网，连接点不少于 2 处。连接导线应采用直径不

17、小于 12 mm 的镀锌圆钢或截面积不小于 100 mm2、厚度不小于 4 mm 的镀锌扁钢。6.3.3 露天生产装置、装卸油气的设备均应设置防雷接地装置，接地点不应少于 2 处，并均匀或对称布置。6.3.4 油气管道的所有金属构件及护套金属包覆层应接地。管道两端、分支处、拐弯处和直线段每隔不大于 200 m 处均应进行接地，并应就近与防雷装置电气连接。距离建筑物 100 m 内的架空管道宜每隔 25 m 接地一次，其冲击接地电阻不应大于 30 。6.3.5 在敷设于土壤中的接地体连接到混凝土基础内起基础接地体作用的钢筋或钢材的情况下，土壤中的接地体宜采用铜制、镀铜或不锈钢导体。6.3.6 潮

18、湿和易腐蚀环境中，宜优先采用以钢为基体被覆铜的复合接地极。6.3.7 油气集输站(库)宜采用共用接地装置，共用接地装置的接地电阻应按 50 Hz 电气装置的接地电阻确定，不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。7 雷击电磁脉冲防护措施7.1 防雷等电位连接7.1.1 需要保护的电气和电子系统应置于电磁特性与该对象耐受能力相兼容的防雷区内，并在各防雷区界面处做等电位连接。防雷区划分和示例参见附录 B。7.1.2 爆炸危险区域内的管道、构架等长金属物，等电位连接措施应符合下列要求：a) 当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于 0.03 时，连接处应用金属线跨接；b) 对有不少于 5 根

19、螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接；c) 平行敷设于地上或非充沙管沟内的金属管道等长金属物，其净距小于 100 mm 时，应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于 30 m；d) 交叉净距小于 100 mm 时，其交叉处也应跨接。7.1.3 储罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、切水管、透光孔、测温孔等金属部件应做等电位连接。7.1.4 罐区内电气、仪表的配线应穿金属管埋地敷设或金属桥架敷设。金属管、金属桥架应做等电位连接。与金属储罐相连的电气、仪表配线应采用金属管屏蔽敷设，金属管上下两端应与罐体做等电位连接，电气、仪表的金属外壳、线缆屏蔽层应与罐体做等电位连接。7.1.5 控制中心内电气

20、和电子设备的等电位连接，应符合 GB 500572010 中 6.3.4 的要求。7.2 屏蔽和线缆敷设7.2.1 宜综合采用建筑物屏蔽、机房屏蔽、设备屏蔽、线缆屏蔽和线缆合理布设措施。7.2.2 建筑物及机房屏蔽应符合 GB 500572010 中 6.3.2 条的要求。DB37/ XXXXXXXXX77.2.3 线缆与其他管线的间距应符合表 2 的规定。表 2 线缆与其他管线的间距线缆与其他管线的净距 a其他管线类别最小平行净距 mm 最小交叉净距 mm防雷引下线 1000 300保护地线 50 20给水管 150 20压缩空气管 150 20热力管（不包封） 500 500热力管（包封）

21、 300 300燃气管 300 20a 当线缆敷设高度超过 6000 mm 时，与防雷引下线的交叉净距应大于或等于 0.05 H（H 为交叉处防雷引下线距地面的高度） 。7.2.4 信号电缆与电力电缆的间距应符合表 3 的规定。表 3 信号电缆与电力电缆的间距类别 与信号线缆接近状况 最小间距 mm与信号线缆平行敷设 130有一方在接地的金属线槽或钢管中 70380 V 电力电缆容量小于 2 kVA a双方都在接地的金属线槽 b或钢管中 10与信号线缆平行敷设 300有一方在接地的金属线槽或钢管中 150380 V 电力电缆容量（25） kVA双方都在接地的金属线槽 b或钢管中 80与信号线缆

22、平行敷设 600有一方在接地的金属线槽或钢管中 300380 V 电力电缆容量大于 5 kVA双方都在接地的金属线槽 b或钢管中 150a 当 380 V 电力电缆的容量小于 2 kVA、双方都在接地的线槽中且平行长度小于或等于 10 m 时，最小间距可为 10 mm。 b 双方都在接地的金属线槽中，一般为两个不同的线槽，也可在同一线槽中用金属板隔开。7.2.5 线缆屏蔽要求如下：a) 与电子系统连接的金属信号线缆应采用屏蔽线缆或穿金属管屏蔽，应在屏蔽层两端并宜在防雷区交界处做等电位连接并接地；b) 当系统要求单端接地时，宜采用双层屏蔽或穿金属管敷设，外层屏蔽或金属管应按前述要求做接地；c)

23、当相邻建筑物的电子系统之间采用电缆互联时，应采用屏蔽电缆，非屏蔽电缆应敷设在金属管道内；d) 屏蔽电缆的屏蔽层两端或金属管道两端应分别连接到独立建筑物各自的等电位连接带上；e) 当采用光缆时，光缆的所有金属接头、金属外护层、金属加强芯等，应在进入建筑物处直接接地。DB37/ XXXXXXXXX87.2.6 第一类防雷建筑物的室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于 15 m。7

24、.3 电涌保护器（SPD）7.3.1 低压配电系统中 SPD 的选择7.3.1.1 第一类防雷建筑物配电线路不能全线埋地敷设时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于 15 m。在电缆和架空线连接处，应装设户外型 SPD。SPD、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于 30 。所装设的 SPD 应选用级试验产品（T1），其电压保护水平（Up）应不大于 2.5 kV，其每一保护模式应选冲击电流值（Iimp）不小于 10 kA。7.3.1.2 在电源引入的总配电箱处应装设 T1 的

25、 SPD。SPD 的 Up 应不大于 2.5 kV。每一保护模式的 Iimp 应不小于 12.5 kA。7.3.1.3 靠近需要保护的设备处，即 LPZ2 和更高防雷区的界面处，当需要安装 SPD 时，对电气系统宜选用级实验（T2）或级实验（T3）的 SPD。SPD 的标称放电电流（In）不应小于 10 kA，Up 不应大于被保护电气设备的绝缘耐冲击电压额定值（Uw）0.8 倍。220V/380V 配电系统中设备 Uw 值见 GB 500572010 中表 6.4.4。7.3.1.4 SPD 应与同一线路上游的 SPD 在能量上配合，SPD 在能量上配合的资料应由制造商提供。若无此资料，T2

26、的 SPD，其 In 不应小于 5 kA；T3 的 SPD，其 In 不应小于 3 kA。当使用 T1和 T2 时，其间线路长度不应小于 10 m；当使用 T2 和 T2 时，其间线路长度不应小于 5 m。7.3.1.5 SPD 的最大持续运行电压（Uc）应符合 GB 500572010 中表 J.1.1 的要求。7.3.1.6 当 SPD 的接线形式为 GB 500572010 中表 J.1.2 中的接线形式 2 时，接在中性线与PE 线间的 SPD 放电电流值,当为三相系统时，应为连接在相线与中性线间的 SPD 放电电流值的 4倍。当为单相系统时，应为 2 倍。7.3.1.7 SPD 应具

27、有过电流保护器和劣化显示功能，可选用具有远程监测功能的 SPD。7.3.2 监控和数据采集系统 SPD 的选择SPD应安装在图1所示的各防雷区交界处，其中SPD1安装在LPZ0区和LPZ1区交界处（j），SPD2安装在LPZ1区和LPZ2区交界处（k），SPD3安装在LPZ2区和LPZ3区交界处（l），（SPD安装位置参见图2）。如果因工艺要求或其他原因，被保护设备的位置不一定恰好设在交界处，在这种情况下，当线路能承受所发生的电涌电压时，SPD1可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于防雷区界面处做一次等电位连接。DB37/ XXXXXXXXX9(c) ITE (d)(a)(b

28、) (p)(I)0.5IU U U UU U USPD1Zone0/1(j) (k) (I)ITE(f)4KV 4KV 4KV 200 kPa 的液态烃1.闪点120 C 的液体a 操作温度超过其闪点的乙类液体应视为甲B类液体。b 操作温度超过其闪点的丙类液体应视为乙 A 类液体。c 在原油储运系统中，闪点等于或大于 60 C、且初馏点等于或大于 180 C 的原油，宜划为丙类。A.2.2 表A.1中的甲A、甲B、乙A、乙B和丙A均属火灾危险物质。DB37/ XXXXXXXXX14B B附 录 B（资料性附录）防雷区的划分和示例B.1 防雷区（LPZ）划分B.1.1 防雷区（LPZ）划分如下：

29、a) LPZOA区：本区内的各物体都可能遭到直接雷击并导走全部雷电流，本区内的电磁场强度没有衰减，又称直击雷非防护区；b) LPZOB区：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，本区内的电磁场强度没有衰减，又称直击雷防护区；c) LPZ1 区：本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比 LPZOB 区更小，本区内的电磁场可能衰减，这取决于屏蔽措施，又称第一屏蔽防护区；d) LPZn+1 区：后续屏蔽防护区，进一步减小流入电流和电磁场强度的防护区。B.1.2 防雷区划分示例见图B.1。 LPZ1区电 缆 ， 线 路外 部 防 雷装 置代 表 屏 蔽 1的 建 筑 物代 表 屏 蔽 2的 房 间 LPZ1与 2区 界 面 上的 等 电 位 连 接 带 LPZ0 、 与 LPZ1区 界面 上 的 等 电 位 连 接 带接 地 装 置等 电 位 连 接 线计 算 机 机 房 （ 例 ）LPZ区 ALPZ0 区 BLPZ0 区 AB图 B.1 防雷区划分示例_