摘要：磁翻柱液位计也叫阻隔防爆撬装式加油站，是集加油机、储油罐、计量、视频监控为一体的可移动地面加油站，具有防火防爆，安全环保，占地面积小，便于迁移等特点，目前广泛用于物流中心、港口码头、机场、大型企业内部加油等。因磁翻柱液位计往往需要迁移，相比传统固定加油站，缺少较为严格的监管审批程序，造成磁翻柱液位计存在较大防雷隐患，文章就磁翻柱液位计防雷保护要点进行分析，供工程人员参考。

 

    1 磁翻柱液位计结构特点

    磁翻柱液位计外部结构为标准集装箱体，主要由以下部分组成：卸油系统、阻隔防爆储油罐及附件、加油系统、安防保护系统。其中卸油系统由流量计、油泵、阀门和消气过滤器等组成；阻隔防爆储油罐及附件由储油罐、阻隔防爆装置、呼吸阀等组成；加油系统由加油机、供油管路及阀门等组成；控制系统由控制器、液位计和电磁阀等组成；安防保护系统由自动关闭保护、紧急泄压装置、可燃气体探测器、声光报警器和自动灭火器等。如图1 所示。

 

 

 

 

    2 磁翻柱液位计雷电风险分析

    设计较好的结构系统还应当包括防雷接地系统，而大多数撬装加油设备都无单独的防雷接地设计，由此造成撬装加油设备存在较大的防雷安全隐患。存在的雷电风险，可以根据雷电致灾途径进行分析，雷电灾害主要通过以下几种方式对设备、设施造成损坏。

 

    2.1 直接雷击

    当带有电荷的雷雨云与地面撬装加油设备之间的电场强度达到空气的击穿强度时，雷雨云和地面撬装设备发生放电，直接雷击破坏力主要在于强电流产生的破坏性，强大的雷电流经过撬装设备时因强电流和高温高热使设备遭到破坏，产生的高电压，能破坏绝缘层，发生火花放电，引起火灾或爆炸，雷电流的电动力效应、热效应可使设备部件断裂破碎等。

 

    2.2 感应雷击

    当带电雷暴云接近地面时，由静电感应，在撬装设备金属构件上感应出大量电荷，雷击发生后原聚集的电荷以过电压的形式通过磁翻柱液位计电源系统、通信控制线缆、传感线缆等金属导体传导，造成设备损坏。同时由闪电放电时，产生的冲击电流会在三维空间内形成迅速变化的磁场，由电磁感应原理，迅速变化的磁场能在附近的金属导体上感应出高电动势。由雷电电磁感应引起的能量若不及时泄入地下，同样会产生火花放电，引起火灾、爆炸或触电事故。以弱电系统防雷而言，除防直接雷外，还需要做感应雷防护，特别是微电子设备、通信设备、控制设备。目前内部高度集成，从而造成电子设备耐过电压、过电流的能力弱，抗浪涌电压的承受能力下降，加之信号来源路径增多，更容易遭受雷电波侵入。

 

    2.3 地电位反击

    撬装加油设备外部防雷系统( 如撬装体、金属罐体、接闪装置、接地网) 受到直接雷击，雷电流通过撬装体及其接地网入地后，将在接地体的两端产生较高的电压降，此电压降将通过设备的接地线、电缆屏蔽管、各种管道引入设备，造成设备的损坏。针对撬装加油设备，当设备受到直接雷击，雷电流经接地网流入大地时，因存在接地电阻而产生较大的电压降，使设备对地电位增高，通过电源系统PE 线击穿设备相线、信号系统、控制线路、设备金属外壳等，导致设备严重损坏，甚至人身安全。

 

    3 磁翻柱液位计防雷要点

    3.1 外部防雷措施

    你磁翻柱液位计油罐、气罐、储气罐等整体处于撬装箱体内，当金属罐体、撬装箱体的壁厚大于4mm，可以充分利用罐体、撬装箱体、以及检测台金属护栏做自然接闪器。而磁翻柱液位计顶部有两根放散管，放散管未处于接闪器的保护范围之内，需要单独安装人工接闪杆保护，为了降低雷击概率，同时起到保护作用，可以在检测平台金属护栏上安装两组接闪杆保护，接闪杆安装高度可以通过滚球法计算，接闪杆和金属护栏做好电气连接，如图2 所示。

 

 

 

 

    因整个撬装箱体是金属构件，箱体顶部安装的独立接闪杆、金属护栏、箱体整体保持电气导通，可以利用箱体自身做人工引下线。箱体的防雷接地，应采用40mm×4mm 热镀锌扁钢做成水平闭合环形接地体，同时采用50mm×50mm×5mm×2.5m间距5m 热镀锌角钢做垂直接地体，埋地距地面-0.6m 以下，接地点弧形间距不大于30m 且不少于两处，接地电阻不大于10Ω。

 

    3.2 地电位反击解决方案

    撬装加油设备在遭受直接雷击后，雷电流通过设备防雷接地系统泄流入地时，接地系统电压抬升，电源系统PE 线、信号系统逻辑接地线电压远高于系统相线、信号线工作电压，则需要在地线和相线或信号线之间通过SPD 做连接，保证正常工作状态下两者不连通，没有相互干扰，当地电位抬升超过幅值时形成暂态高电位，SPD 则消除此在设备内由于线间电压差而造成的损害。

 

    3.3 感应雷防护要点

    (1) 在撬装加油设备中的通讯电缆线、传感线缆、控制线缆等铠装外皮或电缆金属管等应当和防雷接地装置采用共用接地，减低电磁干扰，电缆相线和中线应通过电涌保护器接地，以确保信息系统、控制系统、传感系统等电子设备在正常工作状态下不受电磁干扰，当出现暂态过电压、过电流时，不发生设备内击穿。撬装箱体、金属管道等应与防雷接地装置可靠连接。撬装箱体内的压缩机、感应式压力表、计费表、温度计等设备金属外壳采用2.5mm2 的接地线与预留接地端子保持连接。

 

    (2) 撬装加油设备配电系统一般采用ＴＮ- Ｓ系统，雷电防护等级按照GB50343-2012 中第5.4.3 条不低于C 级设计过电压保护。在总配电柜设一级放电电流Iimp≥12.5KA 或In≥50KA SPD 保护，各种机泵用分电箱设标称放电电流In≥20KA SPD做第二级保护，UPS 设备可设标称放电电流In≥3KA SPD 做第三级保护。各种测量仪器、传感设备、仪表为防止被雷击电磁脉冲损坏，可以将仪表等设备SPD 安装在控制室线路的一端，以有效消除仪表线路上的过电压，达到防雷的目的。

 

    4 结语

    目前撬装式加油站广泛应用于车站、码头、物流园区等人员密集区域，加之属于易燃易爆场所，做好防雷装置的设计、施工、检测是保证磁翻柱液位计正常运行和人身安全的重要保障。除此之外，做好磁翻柱液位计防雷还需要建站雷电灾害风险评估、查阅雷电易发区域闪电相关参数，同时还要熟知对加油站内各设施的功能和作用，从点、线、面对防雷装置进行设计和施工，才能全面地做好磁翻柱液位计防雷安全。