摘要:廣東LNG管道工程是中國首個引進LNG的試點項目，輸氣干線327公里。本文對站場綜合防雷系統原理、設計等進行了簡要的說明，其中包括直擊雷防護、接地系統、電涌沖擊的防護等內容，對今后天然氣管道工程的設計工作具有一定的參考作用。

　　關鍵詞:廣東LNG管道工程,避雷,鋅包鋼,降阻劑,電涌保護器

　　1.工程概況

　　廣東LNG管道工程輸氣干線327公里，是我國首個引進LNG試點項目。為緩解我國東南沿海地區能源短缺啟到非常重要的作用。該工程是珠江三角洲地區的大型能源基礎設施項目，項目的建成投產對調整當地的能源供給結構和改善該地區的環境污染有積極的促進作用。

　　在廣東LNG管道工程的工藝站場和閥室中采用了先進的綜合防雷系統，其中包括直擊雷防護、接地系統、電源電涌沖擊的防護。

　　2. 綜合防雷系統概述

　　雷電是一種古老而富有神秘色彩的自然現象，長期以來嚴重威脅著人們的生命與財產安全。隨著通信技術、計算機技術等的飛速發展，日益繁多龐雜的事物通過自動化設備及通信技術而做到井然有序;而這些敏感電子設備的工作電壓卻在不斷降低，其數量和規模不斷擴大，因而它們受到過電壓特別是雷電襲擊而受到損壞的可能性就大大增加。這是由于以雷擊中心1.5km～2km范圍內都可能產生危險過電壓，而損壞線路上的設備。因此，雷電和電涌電壓成了電子化時代的一大公害。

　　廣東LNG管道工程中站場的通信、自動化系統、站控系統等是整個工程的關鍵部分，因此必須采用綜合防雷系統加以保護。其主要包括以下內容：

　　(1)直擊雷的防護

　　采用了先進的阻抗限流和箝位分流技術的優化避雷針。建筑物屋頂采用φ10的鍍鋅圓鋼組成避雷網，利用建筑主筋作為避雷引下線，將避雷網和室外接地系統可靠連接。

　　(2)接地系統

　　采用了鋅包鋼接地體作為垂直接地極，它有足夠的鋅層厚度，大大增強了其防腐性能，保證其可以使用較長的年限，另因它的足夠厚的鋅層，對場區的陰極保護設備具有積極的防護作用;整個場區做聯合接地，接地電阻要求<1Ω。

　　(3)電源電涌沖擊的防護

　　采用了具有電涌識別功能和順序保護技術的并聯式、串聯式電涌保護器(SPD)，并結合使用傳統的組合式金屬氧化物避雷器，達到最良好的防護電源電涌沖擊的效果。

　　3. 綜合防雷系統在廣東LNG管道工程中的設計選型

　　3.1采用先進的阻抗限流和箝位分流技術的優化避雷針

　　3.1.1優化避雷針概述

　　廣東LNG管道工程選用的ZGU-Ⅲ系列優化避雷針是一種防直擊雷的防雷裝置。它具有接閃、降低雷電流幅度及延長放電時間，從而減小雷電感應的破壞作用。其結構新穎、美觀大方，安裝方便，對建筑物具有裝飾作用。

　　3.1.2優化避雷針工作原理

　　ZGU-Ⅲ系列優化避雷針受雷時由接閃器先接閃，雷電流通過避雷針針體后導入大地。通過氣隙放電的分流單元、限流單元將雷電流幅度、陡度減小，從而降低地電位反擊及雷電感應所造成的危害。

　　3.1.2優化避雷針技術指標 (見表3.1.2-1)

　　3.1.3優化避雷針選型原則

　　(1)根據雷暴日、雷電流強度、使用安裝高度、被保護物的重要性進行選擇;

　　(2)保護范圍按GB50057-94《建筑物防雷設計規范》附錄四滾球法確定接閃器的保護范圍規定的方法進行計算。

　　3.2采用鋅包鋼接地裝置

　　3.2.1鋅包鋼接地體概述：

　　廣東LNG管道工程中采用了接地電阻穩定、耐腐蝕、長壽命的鋅包鋼接地體，解決了常規金屬接地體無能為力的疑難接地工程。該導體既有鋼的高強度、優異的彈性、較大的熱阻和高導磁特性，又有鋅的良好導電性能和優良的抗腐蝕性能，最主要是可以免于與場區的陰極保護設備互相影響，因而被廣泛運用于石油石化行業場區的接地防雷裝置。

　　3.2.2鋅包鋼接地體性能特點：

　　1、制造工藝獨特：采用水平連鑄生產工藝，實現鋅與鋼之間可延性冶金熔接，成為單一復合體，可像拉拔單一金屬一樣任意拉拔，絕不會出現脫節、翹皮、開裂現象。

　　2、電氣性能更佳：表層為無氧鋅，導電性能好，電阻遠低于常規材料。

　　3、安裝便捷、外型美觀：可深入地下30米，能滿足特殊場合低電阻要求。

　　4、對陰極保護設備有很好的保護作用。

　　3.3長效接地防腐物理降阻劑

　　3.3.1物理降阻劑概述

　　長效接地防腐物理降阻劑是除去腐蝕性電解質材料，主要由非離子性電極碳黑為導電物，加有膠凝劑、防腐劑、擴散劑等。

　　3.3.2物理降阻劑性能特點：

　　(1)物理降阻劑排除了腐蝕電解質，以強堿弱酸為膠凝定物，對金屬有很強的親合力，并以非電解質固體粉末為導電材料，其導電特性不受酸堿鹽、高低濕、干濕度所限。

　　(2)物理降阻劑定水化形成膠體后，與土壤相比，對金屬有較強的粘合力，隨之混凝的電解質或導電粉末附著于金屬表面，凝固后緊密結合，因此相應有效接觸面增加，減小金屬電極與降阻層間的接觸電阻，改善了高土壤低接地的散流條件。

　　(3)物理降阻劑碳素導電物不溶于水，與金屬也不發生化學反應，漿液與土壤是有限滲混，凝固后不因地下水位下降而流失，因此性能比較穩定，壽命長。

　　3.4電涌保護器(SPD)

　　3.4.1電涌保護器概述

　　電子和通信設備使用的交流電源通常是由進戶線從戶外交流電網引入的。由于雷電等原因引起的過電壓波一旦產生，也會沿著進戶線傳播進入戶內。它通過交流電源系統侵入電子設備，造成設備損壞。

　　廣東LNG管道工程中設置了三級電涌保護。入戶電力變壓器低壓側安裝的SPD作為第一級保護，為三相電壓開關型并聯式SPD，其雷電通流量不低于15kA;UPS電源的市電進線側SPD作為第二級保護，為限壓型串聯式SPD，其雷電通流量不應低于5kA;在電子信息設備交流電源進線端安裝SPD作為第三級保護，為限壓型并聯式SPD，其雷電通流量不應低于3kA。

　　3.4.2電涌保護器性能特點：

　　3.4.2.1并聯式電涌保護器SD1100(第一級SPD)、SD125(第三級SPD)產品特點

　　(1)采用電涌識別技術。容許最高持續過電壓為480V，可使用于電壓不穩定場合。

　　(2)采用順序保護技術。響應時間快：<5ns;殘壓低：730V(5kA，8/20μs)

　　(3)采用表面安裝技術制造：穩定、可靠。

　　3.4.2.2串聯式電涌保護器SF3150KA-32(63)A(第二級SPD)產品特點

　　(1)三級電涌衰減及濾波，殘壓降低5倍，具有電涌識別功能

　　(2)電涌分流能力高達：135kA+40kA

　　(3)抗連續沖擊能力強，通流量大，壽命更長

　　3.4.3電涌保護器的優勢

　　(1)具有電涌識別的功能

　　(2)過電壓狀態下，仍能正常防雷

　　(3)無脫扣機構，多次過壓仍能工作

　　(4)保持較低的動作電壓，防雷效果不受影響

　　(5)通流量大，壽命長

　　4.結束語

　　廣東LNG管道以直擊雷防護、接地系統、電涌沖擊的防護等部分組成的綜合防雷系統，在廣東LNG管道工程各站場中的可靠、安全運行，保證了LNG(液化天然氣)源源不斷地輸送到珠江三角洲地區，造福人民。

　　參考文獻：

　　GB50057-94 建筑物防雷設計規范

　　SJ/T11147-1997 電子避雷器通用規范