防雷措施在燃气管道设备中的分析

防雷措施在燃气管道设备中的分析

彭志敏

佛山市三水燃气有限公司

摘要：随着我国城市化进程的加快，城市燃气工程也在加紧建设和完善中，燃气管道为人民输送清洁燃气的同时，也会受到各种各样的天气灾害的影响，造成燃气供应出现问题。在众多天气灾害中，雷击对燃气管道和设备的危害是最大的，因此在燃气工程建设过程中应积极采取合理的防雷措施，减少雷电灾害对燃气管道和设备的危害，保证燃气管道的安全以及人民的安全。本文首先介绍雷电的形成及其特点，然后分析雷击对燃气设备和管网的危害，并提出相应的防雷措施，以期为燃气管道的防雷工作提供参考。

关键词：防雷措施；燃气管道设备；分析

燃气工程作为城市的一项重要的基础设施，为城市人民带来干净、清洁的能源，方便了人民的生活。燃气管道设备的安全运行对人民的安全至关重要，雷电灾害是影响燃气管道设备的主要天气因素，只有充分了解雷电形成的原因和特点，分析雷电对燃气管道设备的危害，才能在燃气管道建设的过程中采取有效的避雷措施，大幅度的减少雷电灾害对燃气管道设备造成的损害。

一、雷电的形成及特点

雷电是人们常见的自然现象，雷电主要是由空气中的尘埃、冰晶等在云的作用下运动，并分别带上正电和负电，带相同电荷的物质聚集在一起，一般带正电荷的物质在上层，带负电荷的在下层，这就形成了不同电荷中间的带电中心，当这个中心被强烈的电场击穿时，便形成了闪电。当带负电荷的云层向下运动的时候会使地面一些高的建筑物或者导体被感应出正电荷，使雷电形成了向下的通道，出现对地放电的现象。

雷电形成的时间短，但雷电灾害造成的损失较大，雷电的主要特点有：产生的时间短，一般为50-100?s；冲击电流大，电流值可以达到几万到几十万安培；冲击电压高，强大的电流产生的交变磁场感应电压可以达到上亿伏；释放热量大，瞬间释放的热量可以使局部空气温度上升到几千度等。

雷电的破坏性主要表现在三个方面：第一，通过雷电释放大量的热量使物体内部水分快速蒸发，使物体膨胀产生内压力，破坏物体的结构；第二，巨大的热量可导致易燃物质燃烧或者导致一些物质的熔化；第三，对带电设备带来干扰，甚至造成击穿破坏电器设备。

二、雷击对燃气设备和管网的危害

（一）雷击对高压场站和阀室的损害

燃气工程的高压场站和阀室通常都建在郊外，附近高层建筑物或其他高层物体较少，很容易受到雷电的袭击。高压场站和阀室的调压控制以及计量设备，负责对较大区域燃气供应的压力调节和计量，其内部的一些部件中含有塑料成分，在雷电强大的热力破坏和机械破坏下，会造成阀门O型圈、流量计的传统齿轮、皮膜或者其他易熔部件损坏，严重的直接报废。

对于处在最高点的放散管的放散口，是最容易受到雷电袭击的部分，管道内部残余的气体容易受到雷击而燃烧，威胁高压场站和阀室的安全，同时威胁到燃气供气的安全。

（二）雷击对阴极保护绝缘体的损害

在燃气工程施工的过程中，要根据燃气管道的防腐要求，地上钢管与地下钢管之间通常采用绝缘接头或者绝缘法兰隔离开来。雷电产生的高电位，可以使绝缘接头、绝缘法兰和管道防腐绝缘层被击穿破坏，导致管道的绝缘功能失效，严重的话可导致衡电位仪受到破坏，破坏管网的阴极保护效果，影响燃气管道的安全运行。

（三）雷击对电气仪表和自动化控制系统的损害

在燃气管网中运用大量的电子设备，如压力传感器、温度传感器、精密的流量计等，这些电子设备在管网中还需要相应的信号传输线路。当产生临近雷或者直击雷时，由于存在较大的接地电阻使得此处出现高电位，并与其它地方存在电位差，会产生一定的磁场效应，会对电子设备产生干扰，甚至造成电子设备或线路的绝缘层被击穿而损坏。特别是遇到极高的电压时会击穿电气系统的绝缘层，引起电气系统相间短路，造成电气系统的损坏。

（四）雷击对建筑物附属燃气管道的影响

雷电袭击建筑物的外立管道和架空管道时，雷电波会随着管道进入室内，造成室内的人身伤亡或者燃气设备的损坏。雷击对建筑物内的燃气管道感应的电流一般较小，不会引起管道的损坏，但是如果管道存在泄漏的情况，可能导致泄漏气体燃烧引起火灾甚至爆炸，严重威胁用户的安全。

（五）直击雷对区域燃气调压和计量设备的损害

区域内的燃气调压和计量设备通常设立在户外，特别是一些调压箱和计量箱设立在建筑物的顶部或道路旁边。直击雷能带来较强的电压、电流和较大的热量，会使燃气调压计量箱设备受到影响，损坏内部的电子设备，影响正常的供气。

（六）雷击对PE管材的损害

雷电释放的强大热量可破坏管道中的PE管材，强大的电压也可造成钢管与塑料管材之间的接头被击穿，引起燃气的泄漏，影响燃气的安全供应。

三、燃气管道设备的防雷措施

我国在针对建筑和燃气施工设计的过程都出台了相应的规范，施工设计的过程中设计方必须按照这些要求进行防雷的设计，并结合燃气管网的特点，采取相应的防雷措施，保证我国燃气工程的正常运行，减少雷电灾害对燃气管道的损害。

（一）高压场站和阀室的防雷击

在站房内设置的高压场站和阀室应该根据建筑物的防雷措施进行防雷设计，通常是在建筑物上安装避雷网、避雷针或混合组成的接闪器，同时应该使放散管的管口处于接闪器的范围内。对于露天的而建的高压场站和阀室应该保证管道和设备之间有一定的静电跨接，同时要进行接地设计，对于关键的设备要进行单独的静电设计，以防止雷击危害。放散管口容易残留气体，因此应该在高压场站外应单独设置放空区，并在管口加装阻火器，在与工艺管口连接的部分采用绝缘法兰、绝缘接头进行绝缘隔离，并进行接地防雷。

（二）阴极保护绝缘体的防雷击

燃气工程中埋入地下的钢管在管道的外壁会包裹绝缘防护层，同时运用阴极保护帮助管道减缓腐蚀。因此，应该在容易受到雷击的部分采用绝缘接头或者绝缘法兰的形式，不仅可以减少雷电给燃气钢管的危害，同时出现故障的时候也方便处理。

（三）电气仪表和自动化控制系统的防雷击

电气仪表和自动化控制设备都是精密仪器，雷电对这些设备中某个部件的影响都会导致整个系统出现故障。因此，在自动控制系统的线路上要安装防浪涌保护器；对于在线仪表应该采用接地防雷措施，如涡轮流量计可采用接地导线的形式，同时与流量计连接的金属管道应采用绝缘法兰与其他管件相连接，将流量计的金属机壳进行屏蔽防护，保证其防雷措施做到位。

（四）建筑物附属燃气管道的防雷击

对于建筑物室内立管可与室内其他接地的管道相连接，如与自来水管道较近的时候可采取金属线连接，要不定期的检查橱柜内部的燃气管道是否有泄漏的情况，避免橱柜内聚集燃气。建筑物外的管道或架空管，在安装的时候应该避开建筑突出部分和金属管道集中的部分，在燃气管的入室口采用接地防雷措施，或与其他电气设备的接地端相连接。在PE管集中的地区，应设立静电接地导线，并将其与建筑物的经典防雷接地系统相连接。

（五）区域燃气调压和计量设备预防直击雷的损害

在区域燃气调压和计量箱安装的时候要避开容易被雷电击中的地方，否则应使其处于建筑物防雷保护系统的保护范围内。对于一些郊外的调压和计量箱则应单独设立接地防雷和静电接地措施，避免雷电对其的损害。定期的对区域燃气调压箱和计量箱内部进行检漏，避免出现燃气泄漏。

（六）电源系统的防雷

对电源系统的防雷是主要的，其防雷的措施分为多级，通常应在电源线和通讯线、设备的前端安装防浪涌SPD，然后从电源的各级分开进行防雷保护，保证电源系统的安全性。

在燃气管网设备的防雷保护中，需要多个部门的共同协助，同时应该抓住那些容易忽略的部位，重点做好防雷保护，保证燃气供应的安全。同时在燃气工程的设计建设过程中应该采取有效的措施进行雷电的引导，加强平常对防雷保护设备的检查，做好防雷保护的检查工作，有效的避免事故的发生。

参考文献：

[1]任红英.关于燃气管道设备防雷的相关措施[J].能源与节能，2012，09：80-83.

[2]朱素英，罗庆忠，曹阳.室外燃气管道的防雷[J].煤气与热力，2003，11：687-688.

[3]王谦，邢守远.民用燃气管道防雷探讨[A].河南省气象学会（HenanMeteorologicalSociety）.天气、气候与可持续发展——河南省气象学会2010年年会论文集[C].河南省气象学会（HenanMeteorologicalSociety）：，2010：1.

[4]肖嵩，徐绮宏，王彦馨.浅谈燃气设备及管网的防雷[J].城市燃气，2009，10：9-12.