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等電位連接技術(shù)在燃氣管道防雷中的應用
來源：未知 作者：glenn001 日期：2021-07-29 15:39 瀏覽：
火花間隙可有效解決雷電過電壓擊穿管道絕緣法蘭、管道不能直接接地致使雷電過電壓進入室內(nèi)，使用戶的生命財產(chǎn)安全受到威脅。雷電是一種自然現(xiàn)象，也是自然界破壞最大的一種力量之一，我國每年因為雷電災害造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失都十分嚴重，隨著城市化進程的加速，越來越多的高層建筑拔地而起，但高層建筑上布滿城市“天際線” ，使得雷電發(fā)生的概率越來越高，危害也越來越大，因此雷電的預防越來越引起有關(guān)部門的重視，認真貫徹執(zhí)行國家各類防雷技術(shù)規(guī)范，是減免雷電災害的重要環(huán)節(jié)，目前各類建筑物，特別是新型建筑物，都采取了嚴格的防雷措施，而燃氣管道是建筑物的附屬部分，并且材料一般都采用鋼管，鋼管本身是一種導體，會形成電氣通路，因此燃氣管道的防雷與建筑物的防雷設(shè)計要結(jié)合起來，采取一些有效的措施，可以避免因雷電而造成的災害。
雷電的形成與特點
雷電的形成：空氣中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在云層中運動的時候，經(jīng)過碰撞等一系列運動，使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負電荷，通過運動，帶上相同電荷質(zhì)量較重的物質(zhì)會到云層的下部（一般為負電荷），帶上相同電荷質(zhì)量較輕的會到云層的上部，（一般為正電荷），這樣同性電荷的不斷匯集就形成了一些帶電中心，當異性帶電中心之間的空氣被強大的電場擊穿時，形成“云間放電”（即閃電）。
帶負電荷的云層向下靠近時，地面上的突出物、金屬等會被感應出正電荷，隨著電場的逐漸加強，二者相遇就形成對地放電。當雷電對地放電時，附近的導體（如鋼質(zhì)燃氣管道）上會產(chǎn)生靜電感和電磁感應，使導體上帶有雷電流，雷電流將會沿著管體流動，這就容易造成雷電災害。
雷電的主要特點：
1、沖擊電流特別大，最高可達幾十萬安培。
2、時間短，一般這個過程不會超過60微秒。
3、電流梯度變化大。
4、沖擊電壓高，
燃氣管道防雷要求：
為防止雷電造成火災、爆炸等一系列危害，我國出臺了一系列防雷方面的規(guī)范與標準：
《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057—94第3.2條第二款規(guī)定：架空金屬管道，在進出建筑物處，應與防雷電感應的接地裝置相連：埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進出建筑物處亦應與放雷電感應的接地裝置相連。第3.24條七款規(guī)定：（1）當建筑物高于30米時，應采取以下放側(cè)擊雷的措施，從30米起每隔不大于6米，沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連，（2）30米以上的外墻欄桿，門窗等較大金屬物應就近與防雷接地裝置連接。第3.3條第四款規(guī)定：架空和直接埋地的金屬管道在進出建筑物處應就近與防雷接地裝置相連接，第3.4條規(guī)定：進出建筑物的金屬管道，在進出處應就近接到防雷或電氣設(shè)備的接地裝置上，或獨自接地，其沖擊接地電阻不宜大于30歐姆。
《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028—93第10條規(guī)定：進出建筑物的燃氣管道進出口處、室外的屋面管、立管、放散管、引入管和燃氣設(shè)備處均應有防雷、防靜電設(shè)施。
《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范》GB/T21448—2008第8.3條規(guī)定，絕緣接頭和陰極保護設(shè)備，應當安裝防雷保護器，通常絕緣接頭兩端和直流電源輸出端可安裝浪涌保護器。第8.4條規(guī)定：為防止供電系統(tǒng)故障或雷擊造成的管道上的電涌沖擊，應采用火花間隙類的保護器，其要求如下：（1）保護器電極擊穿的電壓應低于絕緣接頭兩端的擊穿電壓；（2）保護器應具有釋放出預期故障電流或雷擊電流而不會損壞的能力；保護器應當完全封包起來，以防在大氣中出現(xiàn)放電火花。
根據(jù)上述規(guī)范要求，燃氣管道應作防雷接地。
傳統(tǒng)燃氣管道的防雷接地的做法：
屋頂燃氣管道防雷接地的做法：一般防雷接地的做法是用圓鋼或扁鋼直接與屋頂避雷網(wǎng)相連，每間隔30米連接一處，法蘭、閥門及附件均用銅芯軟線跨接，連接時加強連接點之間得的可靠性。
引入管的防雷接地的做法：考慮到對整體景觀的影響，及位置相對較低容易損壞等客觀因素，其連接點一般設(shè)在引入管道出地面前，采用鍍鋅圓鋼或扁鋼與防雷端子相連，當引入管加裝絕緣接頭時，其連接點設(shè)在絕緣接頭的上方。
燃氣立管的防雷接地做法：當立管高度不大于30米時，立管的頂端一般用銅芯軟線與接地裝置相連，低端與燃氣引入管閥門處用銅芯軟線電纜跨接，對于燃氣立管高于30米的，在每隔不大于6米處與建筑物的接地端子相連，對于用絲扣連接的立管，各接口處需用銅芯軟線跨接。
連接方法：燃氣管道與接地裝置之間的連接一般采用抱箍法、焊接法連接。
傳統(tǒng)防雷接地問題的分析：
由于燃氣管道所處的位置一般集中在市區(qū)，市區(qū)的防雷接地網(wǎng)是一張很大的網(wǎng)，各自獨立又相互聯(lián)系，直接將管道與接地相連，降低了管道的絕緣電阻，將會有一些雜散電流經(jīng)過接地裝置進入管道，抬高了管道的對地點位，造成了管道的電偶腐蝕，對管道的安全運行造成了不可低估的影響。
在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)中，高壓。次高壓、入戶管材均為鋼管，為了控制埋地管道的電化學腐蝕，埋地鋼管很多都采用了陰極保護，如犧牲陽極保護和外加電流保護，為了保證陰極保護的保護效果，陰極保護系統(tǒng)中需設(shè)置電絕緣裝置，這樣就破環(huán)了原有的防雷接地系統(tǒng)，而如果用傳統(tǒng)的防雷接地方法，直接將管道與接地端子相連，會對陰極保護系統(tǒng)造成分流，使陰極保護效果降低。
縱上所述：傳統(tǒng)的防雷接地存在著一定的弊端。
對傳統(tǒng)防雷接地問題的解決方案：
如果在管道與接地之間加裝了火花間隙，如西安冠霖電氣有限公司生產(chǎn)的GLPD型等電位連接器，當管道上沒有電壓時，燃氣管道與接地系統(tǒng)相對獨立，這樣管道上的雜散電流不會通過接地裝置流入燃氣管道，對管道造成腐蝕、或?qū)ζ溆嬃績x表造成干擾，管道上的陰極保護電流也不會倒灌到接地裝置上，對陰保效果造成影響，但是當管道上電涌過電壓時，GLPD型等電位連接器就會導通，和接地系統(tǒng)形成一個系統(tǒng)，對地泄流，使管道和人身免受損害，當排流結(jié)束后，又可使管道與接地之間在電氣上絕緣。互不影響。
火花間隙的技術(shù)要求
1需是具備高通流能力的氣體放電間隙，并且要具備啟動電壓高，導通電壓低的特點。
2、要具有防爆能力。
3、外殼需是絕緣材質(zhì)
4、需防塵防水，防電弧外泄。
火花間隙是解決傳統(tǒng)燃氣管道，防雷接地弊端的一種可行的技術(shù)手段。
結(jié)束語
由于燃氣事業(yè)的迅速發(fā)展，燃氣防雷越來越受到人們的重視，燃氣管道的防雷必須根據(jù)實際情況同建筑物的防雷設(shè)計相結(jié)合，嚴格執(zhí)行國家的有關(guān)規(guī)范，才能減少和杜絕因雷電引起的對燃氣安全運行的災害。
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