SY/T 6885-2020 油气田及管道工程雷电防护设计规范.pdf

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图1 LPS设计流程

节的要求,该部分也是综合防雷系统的组成部分。 雷电有多种途径进入油气管道,接地是雷电防护的重要措 施,但对管道阴极保护存在漏失保护电流的不利因素,可采取 隔直去耦装置与接地系统连接,与管道直接连接的接地系统选 用锌包钢材料等解决方案,

GB 38448-2019 智能坐便器能效水效限定值及等级4.1建筑物雷电防护分类

4.1.1中国气象局气办发【2015]22号文中国气象局办么

4.1.2本条根据GB50057一2010第3.0.2条有关内容:

气生产设施划分为第一类防雷建筑物的情况并不多见,工程设 计中首先要采取措施避免0区、20区的存在,如工艺设备避免 连续释放源;其次,减少一级释放源、建筑物加强机械通风等,

尽量避免存在1区、21区的建筑物。 对于露天安装的油气生产及辅助设施,尽管内部存在1区 或21区的情况,雷电危害主要是作用在外壳上,内部空间没有 电火花问题,通常不属于第一类建筑物。 4.1.3油气生产设施主要用于爆炸危险介质的处理及输送,按 照GB50057一2010划分为第二类防雷建筑物是强制条文规定。 对于现场控制房、分析小屋、鼓风机房、水泵房、架空管 路等没有释放源的设施,通常布置在爆炸危险场所内,雷电闪 击引起火花会危及周围的油气生产装置,因此,本条规定此类 铺助设施划分为第二类防雷建筑物。 不存在释放源的建筑物布置在爆炸危险场所以外时,符合 GB50057一2010第3.0.4条要求,可以按照第三类防雷建筑物 设计。 本条对辅助生产设施中重要的建筑物提高了防护的等级 中央控制室是指大型)站(如油气处理厂、压气站、泵站等 的控制中心,雷击建筑物可能导致控制系统不能止常工作,中 断油气作业,对用户造成较大经济损失。 对于个别雷电灾害严重的地区,如金金属矿床、地下水位较 高、低洼地带、山坡等,经过实地调查与当地气象部门确认雷电 灾害高风险区域后加强防护措施,按照第一类防雷建筑物设计。 4.1.4本条提及的建筑物通常是指小型站场(如阀组、并场 配气站及供水站等)的控制室、机柜间、配电房等,此类建 物位于爆炸危险场所外,建筑面积较小,按照GB50057一2010

配气站及供水站等)的控制室、机柜间、配电房等,此类建筑 物位于爆炸危险场所外,建筑面积较小,按照GB50057一2010 的规定可以不分类,但是室内的仪表控制、通信机柜等电子设 备容易受到雷电危害而失效,有必要按照第三类防雷建筑物采 取防护措施。

4.2.1划分雷电防护区的主要目的是防止LEMP对供配

4.2.1划分雷电防护区的主要目的是防止LEMP对供配电设备

量的电气设备、电子设备,应按照GB/T21714.4一2015的规定 划分防护区域,并采取相应措施,设计时可以根据图2、图3划 分防护区。

图2雷电防护系统(LPS)确定的分区

基本不设独立接闪器保护,因此室外区域的雷击磁场强度基本 没有衰减,统一划分为LPZOA区。 4.2.3对油气生产及辅助设施而言,露天安装的设备布置在 LPZOB区内是重要的防护措施,各种设施尽可能布置在LPZO 区内。对于室外配电设备,按照GB/T50064一2014第5.4.1条 的规定,高压配电装置通常采用独立接闪器保护,因此在折线 包络范围内的区域也属于LPZOB区

图3浪涌保护措施(SPM)确定的分区

4.2.4建筑物的钢筋结构形成屏蔽,可以避免直击雷效应。而 低压电气设备、电子设备的金属外壳,以及附近高大物体的屏 蔽效应可以防止直击雷,减少LEMP的影响,此类设备布置在 LPZOB区是重要的防护措施之一。因此,将建筑物内及设备内 部区域划分为LPZ1区。本条的室外设备通常是配电柜、检测仪 表、控制柜、摄像头及云台、火焰探测器等

(接闪杆)、接避雷线(闪线)保护范围计算采用折线法。油气 工程中常用的杆上变电站、室外的变压器台、发电机等设备受

到其他高大物体(如电力线路杆塔,附近的建、构筑物,通信 铁塔等)保护,不需要考虑其他直击雷防护措施,

5.1.6输送、存储、生产过程中存在易燃易爆物质的管

5.1.7本条根据GB50057一2010第4.5.8条的规定,并补充

5.1.8本条规定的建筑物内i

论是绝缘材料还是金属材料,都是电磁屏蔽较为薄弱的部分, 根据GB/T21714.3一2015附录E.5.2.4.2.5的推荐做法,屋顶及 其构架应处于接闪器,如建筑物的钢结构、接闪杆(线、网) 等保护范围内。 根据GB/T50064一2014第5.4.2条的规定,35kV及以下的

变配电室及控制室不宜设置保护其他设备的接闪杆(线、网)。 对于机柜间、变频设备间等有敏感电子设备的建筑物,屋顶的 接闪器会增加雷击对设备绝缘水平、LEMP干扰的影响,因此 本条规定不能安装保护其他设备的接闪器。“其他设备”不是 安装在上述建筑物上的卫星天线、冷却塔、空调机、照明灯具、 通风管等设备,而是独立于建筑物的油气管道及设备、卫星天 线、非金属设备等。 5.1.9本条规定的排放设施是指布置在厂站外、开式的水池, 在排放过程中存在油气混合物,只是临时或偶尔存放处理这些 物质,雷击弓引起火灾的可能性较小,此类设施旁通常没有用电 设备,不需要设置接闪器。按照GB/T21714.1一2015第7章的 要求,为避免雷电闪击对本体、人员造成损害,采取隔离措施

9本条规定的排放设施是指布置在厂站外、开式的水池,

5.1.9本条规定的排放设施是指布置在厂站外、散开式

在排放过程中存在油气混合物,只是临时或偶尔存放处理这些 物质,雷击弓起火灾的可能性较小,此类设施旁通常没有用电 设备,不需要设置接闪器。按照GB/T21714.1一2015第7章的 要求,为避免雷电闪击对本体、人员造成损害,采取隔离措施 (如盖板、围栏及警示牌等),属于综合防雷系统的一部分。

5.2.2对于正常运行时排放爆炸危险物质的设施,通常划分为 第一、二类防雷建筑物,需要采取直击雷防护措施。本条中的 接闪器包括接闪杆(线、网),既可独立设置,也可安装在其他 构筑物上,接闪器保护范围的具体要求参见GB50057一2010 第4.2.1条。

5.2.2对于正常运行时排放爆炸危险物质的设施,通常划分为 第一、二类防雷建筑物,需要采取直击雷防护措施。本条中的 接闪器包括接闪杆(线、网),既可独立设置,也可安装在其他 构筑物上,接闪器保护范围的具体要求参见GB50057一2010 第4.2.1条。 5.2.3油气生产设施属于第一类防雷建筑物的情况较少,厂站 内大多数钢制设备和管道壁厚均大于4mm,对于独立安装的 型设备,没有其他高大物体屏蔽时则需要设接闪器保护。 1本款依据GB/T21714.3一2015第5.2.5条有关自然构件 的要求编制。接闪杆(线、网)可以独立设置,也可以安装在 其他建构筑物或设备本体上。为避免雷电接闪弓引燃爆炸性气体 混合物,布置接闪器必须保证接闪点在爆炸危险场所外。 2根据GB/T21714.3一2015附录E.5.2.4.2.6的推荐做法, 屋顶上的设备应处于接闪器保护范围内,油气生产过程存在爆

1本款依据GB/T21714.3一2015第5.2.5条有关自然构件 的要求编制。接闪杆(线、网)可以独立设置,也可以安装在 其他建构筑物或设备本体上。为避免雷电接闪引燃爆炸性气体 混合物,布置接闪器必须保证接闪点在爆炸危险场所外。 2根据GB/T21714.3一2015附录E.5.2.4.2.6的推荐做法, 屋顶上的设备应处于接闪器保护范围内,油气生产过程存在爆 炸危险介质,部分无爆炸危险介质的设施有可能处于爆炸危险

场所,从安全角度有必要采用接闪器保护。 本款未采用GB50057一2010第4.5.7条第2款非导电性屋 面物体可不设接闪器的做法,主要考虑到油气生产设施的爆炸 危险性质,安装在屋面上的非金属物体,无论尺寸大小也需要 直击雷防护措施。 接闪器可以采用自然构件(如设备金属外壳、建筑物金属 结构),也可以是建筑物的接闪器,通常采取如下措施: 1)露大布置的非金属设备,如大线及玻璃钢的风机、 冷却塔、水箱,在设备本体上装设接闪器。 2)安装在塔器顶部的照明灯(钢化玻璃面罩)易遭受 雷击损坏,可在设备本体或附近设置接闪器进行直 击雷保护,厂站内路灯不在此例。 3本款根据GB50074一2014第14.2.4条的规定编制。 4本款1)~6)根据GB50057一2010第4.3.2条结合工 程情况编制,7)根据GB50183一2004第6.8.8条的规定。可 燃气体放空管是指油气生产设施直接向大气排放的放空管,满 足GB50183一2004第6.8.8条第4款、第5款时,即使放空口 点燃也不会影响周围的设施,而钢质放空管本体就是接闪器, 因此不需增设接闪器。 5油气生产及辅助设施的设备没有爆炸危险风险,不会有 雷击弓燃发生火灾的可能。光伏电池方阵通常是安装在空旷区 或,设备固定金属构架可以作为接闪器,光电元件的电气隔层 可以避免LEMP对光伏电源系统的影响,所以不需要附加保 措施。 设备处于其他高大物体或独立接闪器的保护范围内(LPZO 区),外部LPS可以释放直击雷产生的电流,降低LEMP影响, 听以不需要在本体上设接闪器。 6本款依据GB/T21714.3一2015附录E.5.2.4.2.4对固定 设施(如通风口、排气管等)的要求编制。 5.2.4本条根据GB50057一2010的有关内容编制,金属屋面

建筑物主要是指厂站内的压缩机厂房、泵房、装车棚及管道的 组间等,此类建筑物属于爆炸危险场所2区,正常情况下室 为并无爆炸危险介质释放,金属板或非燃烧材料的夹芯板屋面 下不存在易燃物质,所以除了第一类防雷建筑物外,金属结构 常用作外部LPS的自然构件。 3根据GB50057一2010第5.2.7条第4款所注内容,本 款规定可以采用的薄油漆等保护层不属于绝缘被覆层。

常用作外部LPS的自然构件。

本体多为金属焊接设备,电气连通性良好,金属厚度足以 遭受雷击时,雷电流不会熔穿外壳。

5.2.6本条依据GB/T50064一2014第5.4.6条独立接

的内容编制。独立的LPS应尽量远离油气生产设施及其他爆炸 危险场所,受场地限制与道路、入口处不能保证间距时,应采 取均压措施,或铺设砾石、沥青、混凝土地面。

5.2.7本条根据GB50057一2010第4.2.1条第8款的规定编制。

5.2.9工程设计中经常利用建筑物金属结构作为外部LPS,电 气工程师需要与土建工程师协作大能保证金属结构持久的连通 性能。

2本款主要是考虑屋顶边缘受雷击损坏,混凝土均 运行管理人员造成伤害,以及屋顶防水破坏、钢筋腐蚀 而采取的附加措施

2本款主要是考虑屋顶边缘受雷击损环,混凝土块跌落对 运行管理人员造成伤害,以及屋顶防水破坏、钢筋腐蚀等问题 而采取的附加措施。 5.2.11引下线主要用于雷电分流,不能用于电气设备、电子设 备的接地线使用,安装时尽可能以最短长度与接地系统连接 呆证雷电流的最短路径。为减少雷电流对内部设备的影响,弓 下位置通常对称布置在建、构筑物的四周,尽可能远离建筑物 内部的电路和金属部件。本条的接地检查装置可以是立柱钢解 与接线体、基础钢筋焊接的连接板,也可以是暗装的断接卡 接地检查井等。 5.2.12管道设置多个接地点主要是防止闪电感应、静电感应电

荷的聚集,管道上的附件(如管件、仪表、阀门、法兰等)通 常与金属管道电气连通良好,管道做好相应接地后,除了用电 设备,其余附件不需要重复接地。 考虑到油气生产设施多数管道是不充许现场焊接地线的 管道通过固定的管墩、管架接地。 1关于接地间距问题,在 GB 50057一2010第4.2.3条第 7

款第一类防雷建筑物要求“...···距离建筑物100m内的管道,宜 每隔25m接地一次.....”,第4.3.3条第二类防雷建筑物“...... 专用弓下线的平均间距不应大于18m”;GB15599一2009第4.7.2 条直线段每隔200~300m应有接地装置”,但是没有相应条文 说明:GB/T21714.3一2015附录D.5.5.3的推荐做法“处于生产 设施内部但是生产装置外部的地上技术管道网络应每隔30m接地 次”,GB50650一2011第5.8.1条钢框架、管架····接地点 间距不应大于18m。”油气生产设施多为第二类防雷建筑物,所 以本款规定间距为18m。 5.2.13本条对各类防雷建筑物提出EB要求,其中的设备包括 机泵、电气设备、电子设备、金属容器等。建筑物金属结构形 成的网格是良好的电磁屏蔽体,内部设施只要与建筑物钢结构 做好EB,如图7所示,建筑物基础钢筋埋入地下,与人工接地 本构成厂站的共用接地系统,就可视为通过钢结构与接地系统 相连形成可靠接地。

5.2.14本条依据GB/T21714.3一2015第8章的要求编制,主

要是防止外部LPS引下线附近区域对人员造成危害。通常情况 下,明装引1下线附近的地面采用5mm厚的沥青或15cm厚的砂 砾即可达到100kQ的要求;特殊情况不能满足要求时,采取限 制接近引下线的措施,如围栏或警示标志,引下线建议采用非 金属保护管。

图7建筑物钢筋结构的EB

一电源设备;2一钢筋梁;3一里面的金属覆盖物;4一连接点: 5一电气设备和电子设备;6一连接排;7一钢筋及金属网格; 8一基础接地极;9一线缆入口

6.1.1相关内容见GB/T50064一2014第6.3节、第6.4节

6.2.1本条根据GB50057一2010第4.2.2条第2款、第4.3.7条 第2款整合后编制。

一接闪器;2一钢制天线杆;3一扶手;4一互相连通的钢筋; 5一LPZOB引来的线路人口处设SPD; 6一LPZ1(天线杆内)引来的线路人口处不设SPD

6.2.2本条规定的其他管道包括压缩空气、通风、供热

排水、电气仪表的导管等没有爆炸危险介质的管道。 关于管道连接处跨接,国内各种标准规范的描述存在差异 如下所示: 1GB50057一2010第4.2.2条第2款“当长金属物的弯 头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻天于0.03Q时,连接处 应用金属线跨接。对于不少于5根螺栓连接的法兰盘,在非腐 蚀环境下,可不跨接。” 2TSGD0001一2009第八十条“有静电接地要求的管道 应当测量各连接接头间的电阻值和管道系统的对地电阻值。当 电阻值超过GB/T20801一2006或者设计文件的规定时,应当设

置跨接导线(在法兰或者螺纹接头间)和接地弓线。, 3GB/T20801.4一2006第10.12.1条“有静电接地要求的 管道,各段间应导电良好。每对法兰或螺纹接头间电阻值天于 0.03Q时,应设导线跨接。” 上述规定中只有第1项是基于雷电防护的要求,本条未采 用GB50057一2010第4.2.2条对有不少于5根螺栓连接的法 兰盘,在非腐蚀环境下,可不跨接”的规定,主要是考虑到长 期裸露在腐蚀环境中,跨接导体连接处过渡电阻增大而影响导 通性,反而不如法兰间结合面和螺栓的导通性能。 关于连接电阻0.03Q的要求,GB50057一2010第4.2.2条 文说明表4给出的连接处过渡电阻实测值均小于0.03Q。油气 工程中设计及运行管理单位多次面对安全检查部门的质疑,开 展了大量现场测试工作。本次修订过程中收集到不同地区的实 则数据,选择其中具有代表性的结果见表1~表3。

表1天然气净化厂管道连接处过渡电阻实测值

气田集输站场管道连接处过渡电阻实测

表3输气管道站场管道连接处过渡电阻实测值

表1至表3中部分数据是由第三方专业测试机构提供的, 包括运行多年的管道测试,以及新建项目投产前测试结果,各 类数据显示油气生产设施的管道连接处实测电阻远小于0.03Q, 结论就是油气工程绝大多数设施的金属螺栓及金属垫片连接处 满足电气导通性。 在目前的油气工程中,除油气输送管道阴极保护的绝 缘装置,绝大多数管道的阀门、法兰未采用绝缘垫片,GB/T 21714.3一2015附录D“存在爆炸危险建筑物的LPS附加信息” 无类似跨接的要求。GB50057一2010的第4.3.7条第2款明确 爆炸危险场所2区、22区的管道没有跨接要求。因此,从雷电 防护角度,满足电气导通性的管道不需要附加措施。 关于第2项、第3项涉及防静电要求,SY/T6319一2016附 录E“静电的基本概念:静电电流通常是微安级的,高达1MQ 的电气连通电阻对这些小的静电电流是合适的”;SY/T6340 2010(等效NFPA77:2007)第7.4.1.3条“为防止导电设备静 电的积聚,地线和大地之间的总电阻应达到一定值,以消散可能 存在的电荷。一般1MQ(10°α)或稍小的电阻就足够了.….….” 因此,静电荷通过地线与大地连接的电阻值小于1MQ就满足

要求。 电气系统和雷电防护的接地电阻要求值远小于1MQ,油气 生产及辅助设施金属管道的共用接地系统的接地电阻通常都小 于10Q,完全能够满足防静电要求,因此,弯头、阀门、法兰 连接电阻不小于0.03Q的做法没有实际意义。且对安装、运行、 维护产生诸多问题,例如,由于跨接线采用焊接或螺栓连接 需要与管道安装同时完成,吹扫试压后无法增补;建成后检测 导通性困难;导线锈蚀导致拆卸困难等。 综上所述,油气工程中管道电气导通性得到持续有效保证 时,从雷电防护和静电防护的有效性出发,没有必要进行跨接。

6.2.3在严格意义上的雷电防护分区界面设置EB是上

的,无其是露天布置的设备区域。因此,工程设计时,可以在 建筑物内墙上的适当位置设等电位连接板用于室外设备连接, 金属管道、线缆及保护管进入室内电子系统时的EB建议安装在 外墙上,以减少对自控通信系统的电磁于扰。连接部件的材料 按照GB50057一2010表5.1.2规定的最小截面选择即可。

外部导电部件和管道,因此,本条对有关设施的等电位连接做 统一规定。 依据GB/T21714.3一2015第6.2.4条的内容,无屏蔽层的 电缆安装在金属管内则只需要通过管体做等电位连接,有铠装 层或屏蔽层时则金属层需要与管体做等电位连接。 建筑物内有爆炸危险场所时,存在爆炸性物质释放和积聚 的可能性,无其是爆炸性介质的输送管道、建筑物顶部的放散 管、通风管道等,将可能产生火花的雷电效应抑制在室外,采 取外墙侧设置接地点是有效措施之一。 电子系统对LEMP防护有严格的屏蔽要求,而进出建筑物 的金属管道、电线电缆及凸出屋的放散管,可能将大量雷电 流、闪电感应或闪电电涌弓入室内,导致室内的电子系统失效

或损坏。接地是降低雷电效应的有效措施,在进入建筑物前释 放消除雷电效应是国外常见做法,GB50057一2010第6.3.1条 有相应规定,可以采用EB集中接地,或者直接与接地系统连接 的方式。

或损坏。接地是降低雷电效应的有效措施,在进入建筑物前释 放消除雷电效应是国外常见做法,GB50057一2010第6.3.1条 有相应规定,可以采用EB集中接地,或者直接与接地系统连接 的方式。 6.2.5专用的EB可采用等电位连接箱、镀锌扁钢、铜母排等 方式,接地连接线的持久完好只能通过导体强度实现,本条规 定采用2根并联导体就是通过导体双重化加强接地线的可靠性 有关内容参见GB/T50823一2013第8.3节、GB/T508922013 第11.6节。若室内设置铜母排构成的网格(不能利用活动地板 的网格铜箔作为EB),在不同位置引出接地连接线是避免高频 信号由于接地线长度弓起谐振的问题。 6.2.6本条规定EB可以通过设备固定的支架、螺栓或法兰实 现,各种大型的金属结构,如金属储罐、塔器、撬装设备或机 泵的金属固定构架,以及管架等,均可作为EB使用,相关的各 种电气仪表与EB保证永久性的金属连接即可,此类做法符合 GB/T21714.3一2015第6.2节的自然连接要求。若不能满足电 气连通要求时,可附加的导体连接线。

7.1.1对于电子系统而言,SPM主要是通过接地系统、电磁屏 蔽和布线、SPD系统和隔离界面(如光纤、光电耦合器、变压 器等)来实现。空间屏蔽是减少辐射电磁场的措施之一,良好 的屏蔽可以有效抑制在建筑物上的直击雷危害,及其附近的雷 电效应弓起的浪涌。屏蔽区域(如LPZ1区)通常是由建筑物 的自然构件组成,如顶棚、墙壁和地板的金属构件、金属框架 金属外墙和金属屋顶,可形成格栅型空间,网格宽度典型值小 于5m均可形成有效屏蔽。后续的LPZ1、LPZ2、LPZ3、 的屏蔽,可以通过封闭的金属机架、金属机柜或机箱实现

7.1.2本条是防止闪电浪涌沿

7.1.2本条是防止闪电浪浦沿电缆电线传导进入低压电气设备、 计算机控制系统及通信设备的措施。各类电缆采用理地或桥架 上敷设时,电缆金属层或保护管通过桥架内金属支架、接地线 释放雷电流,通信线路采用无金属光缆(无金属护套、金属箔 或钢质内部加强线)时则不需要考虑接地。 7.1.3本条依据GB50057一2010对第一类防雷建、构筑物防 内电浪涌入侵的强制条文编制,以电缆铠装层或金属管屏蔽售 电效应时,埋地部分的长度计算参见GB50057一2010第4.2.3 友饰址

计算机控制系统及通信设备的措施。各类电缆采用理地或桥架 上敷设时,电缆金属层或保护管通过桥架内金属支架、接地线 释放雷电流,通信线路采用无金属光缆(无金属护套、金属箔 或钢质内部加强线)时则不需要考虑接地。

闪电浪涌入侵的强制条文编制,以电缆铠装层或金属管屏蔽雷 电效应时,理地部分的长度计算参见GB50057一2010第4.2.3 条第3款。

7.1.4电缆屏蔽是为了减少闪电感应和辐射电磁场的于扰,可

7.1.4电缆屏蔽是为了减少闪电感应和辐射电磁场的干扰,可 以通过电缆金属外层、保护钢管或屏蔽电缆实现

对于控制系统而言,电缆线路的传导扰是多方面的,弱 电信号容易受到电磁干扰影响,根据GB50217一2018第3.7.8 条对电缆金属层(铠装、屏蔽层)的接地要求,为了降低地网

电位上升产生的暂态感应电压,金属铠装或总屏蔽层要求两端 接地;同时,屏蔽层截面积符合GB50057一2010附录H的要 求,以保证暂态电流作用下金属层不会被烧熔。用于防止静电 对电子系统的十扰时,铠装金属层是不能起到屏蔽效果的,所 以本条规定采用两种形式的电缆,其分屏蔽层需要单端接地。 7.1.5本条依据国能安全【2014】161号《防止电力生产事故的 二十五项重点要求》第18.7.7条规定“严禁使用电缆内的空线 替代屏蔽层接地”编制。 7.1.6供配电系统、电子系统的线路形成大回路时,要减少供 电线路与信号线路回路占用面积才能避免闪电电压和闪电浪涌 影响,屏蔽措施包括:建筑物的空间屏蔽、设备屏蔽和线缆屏 蔽等,而电缆、电线的合理布置也能有效降低电子系统的内部 浪涌,具体做法参见GB50343一2012第5.3.4条。 7.1.7根据GB/T21714.4一2015第4.1节不符合电磁兼容性 (EMC)标准的设备,即使采取SPD保护也不能有效实现雷电 防护。因此,本条对设备选型提出EMC的通用标准要求,工程 中使用的各类电气设备、电子设备还要满足产品EMC标准。 7.1.8为保证SPD的有效保护水平与被保护设备匹配,减少连 接导线产生的压降,SPD距离设备越近越好,连接导线做到短 而直。工程设计中要优化接地线路径,尽可能地减少SPD连接 线长度

电位上升产生的暂态感应电压,金属铠装或总屏蔽层要求两端 接地;同时,屏蔽层截面积符合GB50057一2010附录H的要 求,以保证暂态电流作用下金属层不会被烧熔。用于防止静电 对电子系统的千扰时,铠装金属层是不能起到屏蔽效果的,所 以本条规定采用两种形式的电缆,其分屏蔽层需要单端接地。

东以佰 手H文H 二十五项重点要求》第18.7.7条规定“严禁使用电缆内的空线 替代屏蔽层接地”编制

电线路与信号线路回路占用面积才能避免闪电电压和闪电浪 影响,屏蔽措施包括:建筑物的空间屏蔽、设备屏蔽和线缆屏 蔽等,而电缆、电线的合理布置也能有效降低电子系统的内部 浪涌,县体做法参见GB50343一2012第5.3.4条。

7.1.7根据GB/T21714.4一2015第4.1节不符合电

(EMC)标准的设备,即使采取SPD保护也不能有效实现雷电 防护。因此,本条对设备选型提出EMC的通用标准要求,工程 中使用的各类电气设备、电子设备还要满足产品EMC标准。

7.1.8为保证SPD的有效保护水平与被保护设备匹配,减少连 接导线产生的压降,SPD距离设备越近越好,连接导线做到短 而直。工程设计中要优化接地线路径,尽可能地减少SPD连接 线长度。

7.2.1油气工程的电子系统主要是工艺过程的计算机控制、通 言传输等,对油气生产的安全可靠至关重要;某些室外安装设 备,如监控摄像头、仪表控制设备(如雷达液位计、分析仪器 义表、现场PLC)等配电系统要采取SPM,避免雷击对配电线 路、设备造成绝缘损坏,或击坏上级电源开关。 GB 50343一2012的有关内容不适用于油气工程,SPD典

型配置方案及接线见表4、表5,按照配电系统的级数对电子设备采取SPM,表4、表5中设备耐冲击电压值按照GB/T16895.102010第443.4条的要求确定。表4浪涌保护器安装示意图(三相负荷)配电级数第一级第二级第三级耐冲击6kV4kV或2.5kV1.5kV电压变压器及配电柜分支配电箱或不间断电源重要电子设备SPD接线注:第三级SPD与第二级SPD的配电线路长度小于10m时,可取消第三级保护的N线与PE之间的SPD表5浪涌保护器安装示意图(单相负荷)配电级数第一级第二级第三级耐冲击6kV4kV或2.5kV1.5kV电压变压器及配电柜分支配电箱或不间断电源重要电子设备SPD接线007.2.2光伏电池方阵有可能处于LPZ0A区,而其他设备(控制及逆变等)通常是在LPZ1区,供电系统内多为耐冲击电压水平较低的电气设备、电子设备,按照GB/T32512一2016《光伏发— 52—

电站防雷技术要求》,在汇流箱输入端,逆变器的止、负极及接 地间安装直流SPD。

7.2.4本条根据GB50057一2010第4.2.3条第8款、

7.3.1重要仪表设备指贵重仪表设备或关键检测、控制点仪表 设备,如温度、压力、物位智能变送器,在线分析仪器,调节 、阀门定位器等;前端设备包括:卫星通信室外设备、摄像 头、探测器、振动电缆探测处理器、室外无线接入点(AP)等。 7.3.2本条主要是考虑到由室外(包括从其他建筑物穿过LAZC 区)引入控制室机柜的电信号GB 50068-2018标准下载,容易受雷击影响而损坏I/O板 卡,而数字量通常是通过外置继电器输出,不需要设SPD。 7.3.4本条的分支设备包含了分支模块、总线终端器,总线系 统设备中没有电子线路部分不需要设置SPD。 7.3.5本条主要针对集群、微波、卫星地球站等通信设施提出的 LEMP防护要求,信号线路SPD的技术参数见GB50343一2012 表5.4.4,天馈线路SPD的技术参数见GB50343一2012表5.4.5。

overvoltageportectiondevice,以下简称LOPD)、跨接,以及油 气集输的短小管径管道采用的牺牲阳极(其接地系统也是雷电 防护措施之一)等。 依托厂站或阀室的管道阴极保护设备,外围连接的通电点 或采集点与管道直接连接,阴极保护设备容易受到管道传导的 闪电感应、闪电电涌的危害,所以采用LOPD作为管道及附件 的第一级雷电防护措施

7.4.2采取阴极保护的管道是对地绝缘的,容易受到雷电

8.0.1油气生产设施的金属管道多、用电设备分散,生产设施、 建筑物设置单独的接地系统比较困难,且随着数字化信息设备的 广泛应用,分开接地系统的电位差及耦合造成电子设备故障频 发,因此,除强制电流阴极保护的设施和独立的LPS外,厂站 内采用相互连通的整体接地系统是分散雷电流的有效措施之一。 8.0.2接地电阻除了功能性要求外,主要是为了保证人身安全, 减少接地故障时的跨步电压和接触电压,较小的接地电阻可以 有效改善雷电效应的影响,但是为了达到某一接地电阻值而导 致工程费用过大是不现实的。EB是防止产生火花的有效措施, 本规范对油气工程中的各种金属体与LPS之间的连接和均压有 严格的要求,详见本规范第6章,因此,本条根据GB50057 的规定整合有关接地电阻的限值。 1根据GB50057一2010第4.3.6条、第4.4.6条对共用 接地系统的要求,结合GB50057一2010第4.2.2条第3款的规 定,以及GB/T21714.3一2015附录D中明确爆炸性混合物的建 筑物接地电阻不应大于10Q的要求,本款整合有关内容明确工 频接地电阻的限值。 2本款依据GB50057一2010第4.2.3条第7款、第4.2.4条 第5款的规定,提出冲击接地电阻的不同要求。 3根据GB50057一2010第4.3.6条、第4.4.6条“共用接 地装置的接地电阻按照50Hz电气装置的接地电阻确定”,本条 第1款规定的限值是雷电防护的要求,而共用接地系统的接地 电阻是由供配电系统运行确定的,GB/T50065一2011第6.1.2 条规定了高压配电系统工频接地电阻计算公式,以及不大于 4Q、10Q的要求,第7.2.2条规定了低压配电系统工频接地电

阻不大于10Q的要求。 油气生产设施中有特殊要求的情况并不多见,常用的电子 系统主要是数字电路,高频信号通过接地系统时为高阻抗,因 此,要求0.5Q或更小值的工频电阻值没有实际意义。若确实有 功能性要求小于4Q 时,才需要设计低电阻值的接地系统。

阻不大于10Q的要求。 油气生产设施中有特殊要求的情况并不多见,常用的电子 系统主要是数字电路,高频信号通过接地系统时为高阻抗,因 此,要求0.5Q或更小值的工频电阻值没有实际意义。若确实有 功能性要求小于4Q时,才需要设计低电阻值的接地系统。 8.0.3本条根据GB/T50065一2011第4.3.1条第4款编制。对 于大多数厂站而言,变配电系统工作接地要求的接地电阻不会 大于10Q,从设备安全运行的角度,必须采取措施保证接地电 阻值符合要求。 本条提出的均压和隔离措施主要针对阀室、井站等小型站 场,现场没有变配电设施时,共用接线系统的接地电阻是雷电防 护的要求。站场所在地区土壤电阻率高,难以满足接地电阻要 求时,电气设备、电子设备建议采取以下措施,其他内容详见 GB50057一2010第4.2.4条第6款、第4.3.6条、第4.4.6条。 1均压措施,如接地系统网状敷设可以防止电气系统接地 故障。 2对电气设备、电子设备设置隔离变压器,信号回路采取 光电隔离等措。 3电子系统有可靠的EB及间隔距离,能有效避免地电位 的升高造成的设备损坏。 8.0.4独立的LPS接地系统仅用于释放雷电流,与其他接地系 统不能有任何电气连接。本条依据GB/T50065一2011第4.3.1条 第3款的内容对接地点的间距提出15m要求。 8.0.5接地系统可以是人工接地体,建、构筑物的基础钢筋或 两者组合构成,高大构筑物的基础钢筋是良好的自然构件,满 足接地电阻要求时可以作为自然接地系统。而放空管、放空火 炬是通过金属管道与厂站内油气生产设施连通的,高杆灯则通 过电源线路与供配电系统的接地相连,接地系统之间并没有做 到电气绝缘。因此,上述设施即使距离厂站较远,也不需专用 导体就能保证共用接地的有效性,

8.0.6油气工程有大量的火灾危险建筑物及电气设备、电子设 备,根据GB/T21714.32015第5.4.3条及附录D.3.3的推荐做 法,采用环形接地系统(图1中B型基础接地极)的基本要求 是位于建筑物外部敷设,由总长度至少80%与土壤接触的环形 导体或基础接地极构成闭合环路,即使存在20%的导体不与士 囊接触,但整个环形导体电气导通性能是良好的。构筑物(如 金属储罐、机泵等大型设备)的基础钢筋,也是等效的环形接 地系统。 本条按照GB/T21714.3一2015第5.4.3条的规定明确人工 接地的距离,对变配电站、发电站而言,还要考虑工作接地和 均压的要求,具体做法参见GB/T50065一2011第4章。 1断接卡用于LPS维修和检测接地电阻值DB23/T 2729-2020 119消防救援专线建设标准.pdf,GB50057 2010第5.3.6条规定利用钢筋或钢立柱做弓下线时,可以采用连 接板的做法。因此,除了LPS专用引下线外,其他接地线没有 必要设置断接卡,利用设备的接地柱、螺栓连接点、EB端子等 进行测试即可。 2本款要求2处连接点的目的是保证共用接地系统的可靠 性,即使1个连接点断线,还能保证接地系统的电气导通性及 雷电流的分流要求。 不 GB50057一2010第5.4.5条规定“在敷设于主壤中的接地 体连接到混凝士基础内起基础接地体作用的钢筋或钢杆的情况 下,土壤中的接地体宜采用铜质或镀铜钢或不锈钢导体。”援弓 GB/T21714.3一2015附录E.5.4.3.2解释“....·混凝土中的钢 司土中的铜一样在电化学序列中有近似相同的地电位。因此 当混凝土中的钢筋与土壤中的铁接触后,近似1V的对地电压将 产生腐蚀电流,该电流流过土壤和潮湿的混凝土并分解土壤中 的铁。”油气工程理地管道以钢质材料为主,选用铜材作为接地 本必然会对钢制管道产生电偶腐蚀问题,详见本规范第8.0.6条 文说明。 自前的油气工程中采用大量的钢材(包括接地体及埋地管

道),表面积远大于建、构筑物的基础钢筋,根据现场调查反馈 情况,镀锌扁钢接地体的电偶腐蚀并不显著。 考虑到两种不同性质材料连接点理埋在土壤中会加速腐蚀、 断裂,必须采取相应措施,如对安装在土壤中的连接点采取绝 缘密封:采用接地检查并、连接板等方式将连接点置于空气中 等方式。 3本款依据DL/T5394一2007第7.1.3条编制,可以采用 加厚镀锌钢、阴极保护等防腐措施。若没有理地钢质管道时, 可以选用铜或不锈钢材料,但在酸性土壤环境则不能使用铜材 作为接地材料。 8.0.7油气工程中选择接地材料要综合考虑对阴极保护的影响 和不同材料的电偶腐蚀问题。本条“自然电位更正的接地材料” 主要是铜、石墨、不锈钢等导体。油气生产及辅助设施以钢质 材料为主,包括理地管道及附件、储罐或罐底板等地下构筑物, 直接连接是通用做法。 电偶腐蚀是金属在腐蚀性介质中,与非活性金属、非金属 导体之间的电接触所形成的加速腐蚀现象。地面上的油气生产 设施与理埋地的管道、储罐的罐底板是电气连通的,相当于直接 与接地系统连接,由于铜、石墨、不锈钢等材料比碳钢管道电 位更正,两者之间存在电位差,处于相同土壤环境中就可能产 生电偶腐蚀。对实施阴极保护的管道而言,接地体的表面积远 远大于管道防腐层破损点的面积,因此引起管道腐蚀剧烈而快 速,工程中已有过此类教训,因此,本条规定接地系统不能选 用此类材料。 电力工程中变配电站常常采用铜接地体解决环境腐蚀问题 由于地下儿乎没有钢质构筑物,没有电偶腐蚀问题。变配电站 的铜材接地系统需要与钢材接地系统连接时,必须采取绝缘或 有效的阴极保护等措施,参见DL/T5394一2007第7章的规定。 对于实施阴极保护的管道或储罐底板而言,铜材等导体组 成的接地系统将使阴极保护电流天量流失,在同一环境下极化

属支架、设备金属底座、EB连接板等)接地,电气设备、电子 设备的接地端以专用导体与EB相连,也通过螺栓、支架、保 护管等达到EB的要求,有关专用接地线的电气设备参见GB/T 50065—2011第4.3.7条第1款。 2本款根据工程经验编制,以防止雷电流分散引起的地网 高电位损毁设备及金属部件,减少闪电感应、闪电电涌通过接 地连接对电子设备产生干扰。 4本款根据GB50169一2016第4.1.8条及工程经验编制。 5室外的金属设备多数处于LPZOB区,设备内的电气元 件、电子元件容易受到LEMP影响,而金属壳体可以作为EB, 采用短而直的导体与大地相连就能尽快消除雷电效应。本款的 金属保护管是指电缆、引下线的机械保护用的短管;若是用于 线缆屏蔽时,金属管全段保护线缆,做到良好的电气导通,并 在首、尾端重复接地。 GB50058一2014没有保护管接地要求,GB/T50065一2011 第3.2.1条第10款规定需要接地的内容是“电力电缆接线盒、级 端盒的外壳,电力电缆的金属或屏蔽层,穿线的钢管和电缆桥架 等。”,GB50257一2014第7.1.1条规定电缆保护管接地,条文说 明是根据GB50058的规定编写的,但是与GB50058一2014的 第5.5节内容并不一致。GB50169一2016第3.0.4条第6款有电 缆保护管接地要求,条文说明“如不接地,一旦带电将直接危及 人的生命安全”,而理埋地金属保护管本身就在地下,带电时的故 障电流将弓引入大地,没有安全问题,可以不再增设接地。 8.0.9油气工程绝大多数设施的电气导通性是良好的,雷电防护 接地与防静电接地多数情况下并没有严格区分,除了大型设备 及储罐外,并非每个设备都要有2个以上的接地点。从防静电 角度,固定设备如塔、容器、机泵、换热器,以及储罐、装卸 鹤管等仍然需要接地,具体要求参见SY/T0060一2017第5章 的规定。

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