简析室外燃气管道的防雷措施

简析室外燃气管道的防雷措施

发表时间：2016-08-19T13:48:00.547Z 来源：《低碳地产》2015年第14期作者：章珊珊周娟

[导读] 由于城市建设发展迅猛，高层建筑已比比皆是，而城市居民在装潢时常常把室内立管暗埋起来。

章珊珊周娟

诸暨市中核交通设施有限公司浙江诸暨 311800

【摘要】本文通过对室外燃气管道的防雷措施进行分析，分别从直击雷、防雷电感应和防雷电侵入等方面的防雷措施进行探讨，从而提出一套切实有效的防雷方法。

【关键词】室外燃气管道；防雷；措施

一、前言

近年来，由于城市建设发展迅猛，高层建筑已比比皆是，而城市居民在装潢时常常把室内立管暗埋起来，造成燃气管道存在严重的安全隐患，因此本市燃气管理部门要求所有燃气立管均在室外安装，这种燃气管布设方式，使得除进户表前阀之前的燃气管道均敷设在建筑物外墙上，而燃气管最终要引到室内，如果没有做好防雷措施，会使雷电流由接入燃气管进入用户家里从而对用户造成可能的伤害，本市是我国多雷地区之一，每年因雷击造成的经济损失很大，严重影响人民的生命和财产安全。为防止由于室外燃气管道遭雷击而发生损伤、火灾、爆炸等事故,因此对室外燃气管道采取防雷措施是非常有必要的。

二、室外燃气管道的雷电危害方式

1、直击雷危害

对于架空或埋地的燃气管道遭受直接雷电袭击，闪电中的电压高达几万伏乃至十亿伏，及易导致管道被击穿所引起的危害，同时产生的机械效应或热效应，使燃气产生燃烧或爆炸伤人的事故。

2、感应雷危害

雷云在起电、移动和先导放电的过程中，对燃气供气管道产生静电感应，使之产生异号静电位，一旦雷云对地放电管道中的束缚电荷成为自由电荷，以冲击波的形式对称地向管道两端移动，电荷移动所形成的电流为雷电感应电压。其中感应雷一种是雷云对电源/信号电缆产生等电荷量的静电感应，随着雷云的扩展，导体上逐渐感应出大量异性电荷。当雷云突然放电后，电缆内聚集的感应电荷在线路上产生瞬间浪涌（过电压），并沿着电源线、金属管道等进入户内而造成损害。另一种是雷云放电时产生巨大的交变磁场（电磁脉冲），使其附近的导体内产生感应过电压，这种微秒至毫秒级的浪涌电压具有：速度快、幅值高的特点。

3、雷电波侵入危害

雷电波侵入是指直击雷或感应雷沿燃气供气管道等金属的引入线引入建筑物内，发生闪击而造成的雷击事故。这种事故的发生率很高，而且往往事故又严重。综上所述，燃气供气管道的雷电危害方式主要有以上三种，其中直击雷和雷电波侵入，其危害都远远大于雷电静电感应。而雷电静电感应可导致1mm 间隙产生电火花引爆可燃气体，因此对直击雷与雷电波侵入的危害可想而知。

三、室外燃气管道的防雷措施

1.防雷电直击(侧击)措施

本市的燃气管道(以下简称管道)大部分是先沿建筑物外墙敷设至屋顶，在屋顶分支后，再引下分别进入燃气用户。屋面水平管道我们采取以下做法：1）管道的敷设应避开屋角、屋檐、檐角、屋脊、女儿墙等易受雷击的部位，当管道进入屋面时，应尽量沿女儿墙底部，躲开屋角、屋脊部位进入。2）选择壁厚≧4mm 的水煤气钢管。3）为了保持良好的电气通路，管道应采用焊接，阀门也宜采用焊接阀门，当采用丝接阀门时，阀门两端应跨接。4）为了减少管道腐蚀的发生，煤气管道不宜直接敷设在屋面上，应采用支墩，支墩与管之间还应加管垫予以保护。5）电气连接：等电位联结是防雷设计的主要手段，因此屋面煤气管道与避雷装置的电气连接来不得丝毫马虎，首先屋面的煤气主管首尾两端。依据GB50057 中规定，第一、二、三类防雷建筑物引下线之间的间距分别不应大于12m、18m、25m，煤气管道与防雷装置连接点的间距也应参照一、二、三类防雷建筑物分别对应的12m、18m、25m 的距离执行，这样做的目的是为了防止因管线过长而引起雷电流分布不均匀增大电压降，从而导致雷反击的形成。其次，为了防止雷电感应的发生，与其它平行敷设的金属管道，其净距小于100mm 时，应采用金属线跨接，并且跨接点的间距不应大于30m，金属管道之间的交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接在三类以上建筑物屋顶敷设的燃气管道对于直击雷，采取的措施是将管道壁厚调整到4 个毫米，而且根据不同建筑物防雷等级，为了防止雷电侧击，沿外墙的管道应每隔12m 做一次防雷接地。为了防止雷电直击，屋顶敷设的管道不应跨越建筑物的女儿墙，应从女儿墙的底部进入室内。另外，屋顶的管道应采用金属网格屏蔽，尽可能减少直击雷和感应雷的危害。如果有条件可安装主动式防雷装置，最大限度地减少雷电直击管道。

2.防雷电波侵入措施

管道进出建筑物应采取雷电波侵入的防护。无论是埋地还是采用其他方式引入和引出管道，雷电感应电流都会导致雷电波侵入管道和设备。对于雷电波侵入防护，应在管道进入室内处做好绝缘技术处理，即在管道入户处采用绝缘管道或在法兰盘处做绝缘处理。如果设备的排烟管或放散管不在建筑物的防雷保护范围内，应在排烟管或放散管处加装阻火器或燃气管道防雷绝缘接头，并对管道防雷绝缘接头两端的金属管道做好接地处理。

3.防雷电感应措施

管道无论安装在建筑物内还是建筑物外，都要保证与相邻管线和设备有一定的安全距离，因为雷电感应会影响相邻管线的安全；架空的管道与其他管线交叉时或者同沟敷设时，也应保证一定的垂直净距或者安全距离。沿建筑物外墙敷设的管道距门窗的净距为：中压管道不应小于0.5m，低压管道不应小于0.3m。考虑到管道在环境温度下的极限变形和静电防护，当管道与其他管线一起敷设时，应敷设在其他管线的外侧。

当管道绝缘连接时，由于室内管道的静电无法消除，极易产生火花引起事故，因此必须接地。在管道的绝缘处理中，绝缘段前端的管

道应与建筑物外部的防雷结构钢筋做等电位技术处理，绝缘段后端进入室内的管道应与建筑物内部的防雷结构钢筋作等电位技术处理，确保管道上可能感应的雷电流经内部结构钢筋散流。如果管道的法兰盘、阀门接头之间生锈腐蚀或接触不良，即使在电流幅值相当低(10.7kA)的情况下，法兰盘间也能产生火花。因此，对室内燃气设备及燃具应做防雷电感应接地，对燃气仪表应跨接，做好等电位技术处理。对于可能遭受雷电静电感应的管道，每隔20～25m应设防雷电感应接地，接地电阻不应大于10Ω；在管道的分支处，应设防静电接地，接地电阻不应大于30Ω。

四、结论

1.屋顶的燃气管道应采取屏蔽的金属网格化处理，减少直击雷危害。屋顶燃气设备应在安全距离范围内安装避雷针、架空避雷线或架空避雷网。

2.无论燃气管道是埋地还是采用其他方式引入引出，均应在管道进入室内处作好绝缘技术处理。

3.安装在室内的金属管道应与相邻管道、设备及电缆等应保持一定的安全距离；架空燃气管道与其他管线也应保持一定的垂直净距。

参考文献：

[1]《建筑物防雷设计规范》(GB50057—2000)

[2]《城镇燃气室内工程施工及验收规范》(CJJ94—2003)