输气管道防雷设计.pdf

学术研讨
内に技2009年第4期38
输气管道防雷设计
任凤堃
(胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司)
摘要本文依据设计规疤,竹对天然气輸气督道在直接埋地敫设方式、山区河流大型玲越救设方式下的防雷防静电设计,以及
天然气喻气修道沿经过的间、各种站杨的防雷防静电设计,防雷防將电接地辽材料的选用如何兼颀天然气输气管道防腐保护设
计,设计中应当考虑的问题等,进行了分析和探讨
关词防當防腐地保护
埋地钢制输气管道设计,既要做好防雷保护设计,同时也要兼顾
主管道进出站场处设有绝缘接头,站内管道防腐采用液体涂料栖
好管道防腐保护设计,将二者的保护设计有机的结合起来,才能保证牲阳极阴极保护,自控仪表接地电阻要求小于等于4姆。工艺装
输气管道安全运行,达到其应有的使用寿命。本文结合天然气输气管区存在第二释放源,爆炸性气体环境危险区划分为2区,防笛保护指
道工程设计,针对管道部分的防雷保护措施进行论述。谈一点设计体施采取在工艺装置区设接地电阻不大于4欧姆的接地网,管道绝缘接
会,并对相关问题进行一些分析。
头处跨接防爆型地极保护器,在装悝区内部将管道、工艺装置、自控
防保掬
仪表与接地网连接,其接地装采用与管道栖牲阳极阴极保护材枓相
同,使接地和阴极保护合二为一→。
天然气输气管道工程的防雷设计,避循国家标准《输气管道工程13大跨越香道防言
设计规范)GB50251。该标准要求:防雷分类及防笛措施应按现行国
本工程的管道大型跨越方式有连续桥、斜拉索、悬素等。目前,
标准く建筑物防雷设计规范》GB50057执行。
只有一条管道,钢制管道壁厚6.6mm~14.6mm。对直击雷的防护,当
本工程天然气长輪埋地钢制管道沿线建有阀室、分输站、清管采取连续桥敷没管道时,在管道外部用铝合金板缠绕(或钢套管)屏
站、歴气站、末站、管道调控管理中心等,依据规范的防面分类,阅蔽,在達续桥两端经接地装豐将雷电引入大地,接地电阻不大于10欧
室、站内工艺装置区、压缩机厂房、放空立管等具有1、2区燥炸危险姆:对斜拉素、悬素敷没管道,利用拉索、悬素做为管道防直击雷保
区域为第一、二类防雷建筑物:调控管理中心核第三类防雷建筑防直护线(管道在其直击雷保护范国内):对感应雷的保护,采取在跨越
击雷,电子信息系统采用外部防雷和内部防雷综合保护措施
管道的两端将地級保护器一嫦与管道连接,另一端与斜拉索及主塔或
规范要求“架空和直埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防
悬索及主塔组成联合接地,接地电阻不大于10欧姆,如果管道外部有
鐳的接地装置相连”。其目的在于达到各种金属物体的等电位,防止铝合金薄板绕防护层(或钢套管)可将跨越管道的两端将铝合金薄
雷电感应中的静电感应在管道中产生静电感应过电压、电磁感应在管板缠绕防护层(或钢套管)与悬索桥接地组成联合接地。
道感应出很高电动势,产生感应过电压,在危险环境中未做防雷保护14地管道防雷
的管道间、管道与靠近的金属导体间可能产生火花放电而导致火灾或
本工程全线管道的阀室间、阀室与站场间相距约25km,年均雷
爆炸危险,对建筑物内设备造成破坏和人员伤害。
暴天数26.3d/a-52da,土填电阻率11.m~900.m,沿线地形地貌差
1.1室防
别很大,管道埋地深度亦不同,道受的直击雷、感应雷将可能不同。
阀室为高度不超过5m的平房,阀室内有自控仪表、主管道阀
埋地管道道受雷击原因分析:参照埋地通信电缆道雷击得出"①雷
门、放空立管阀门等。主管道贯穿阀室,放空立管门经埋地管线再电直击管道。雷击有寻找阻抗最小途径发展以泄放雷云电荷的趋
经过绝缘接头至远处放空立管:自控专业要求仪表接地电阻小于等于勢直埋管道相当于高的电阻率地区中的一条局部低电阻率土接带,易
4欧姆;主管道外防府保护采用三层PE外加电流法,放空等分支管线引起雷电直击管道,绝缘层被击穿。の雷击管道附近大地或接地物体
采用液体涂料栖性阳极法。
对直煙管道发生放电。雷击时电位显著升高的落雷点与管道之间极大
阀室按通风良好与否划分出爆炸性气体环境1、2区。防雷分类的电位差击穿土形成电弧通道,电弧又会烧伤距雷击点处的管道外
为第一、二类建筑,防雷措施采取在阀室增上设避雷带作为接闪器,层绝缘,使部分电流从这一绝缘烧伤部位进入金管道并向两侧传
雷带网格不大于5mx5m、6mx4m(二类防雷为10mx10m、输,由于金属管道的阻抗,它在沿管道长度方向产生一个暂态梯度分
12mx8m),面带引下线与沿阀室周边的一圈接地网相连,引下线部,管道与土填之间产生一定的暂态电位差,当某点的管道与土之
间距不大于12m(二类防雷为18m),室内的仪表与接地网相连,
间的电位差超过外层绝缘强度时绝缘层就会被击穿。③雷击大地向管
接地网电阻没计为不大于4欧姆,即满足了防雷接地、又满足了仪表道泄流这种情况发生的概率最大。若雷击点和管道间的电位差不足
接地的要求。在室内地面上安装的放空管线经防型地极保护器与接击穿土境但散流入大地的部分雷电流使管道感应过电压,雷电感应
地网相连,保证了直埋地金属管道防雷保护和防腐保护(地极保护器过电压随土填上电歴的增加而增加随管道埋深的增加而降低,土填
与管道连接没在地上没有压力的放空管处栓连接)。为了保证室内电阻率低则雷击点电位低管道上雷电感应过电压也低。
管线的电气贯近,在阀门、法兰等处设時接金属线,在钢制放空竖管
通过上述分析得出:本工程的埋地管道,其上部埋深距地面只有
底部(包括金属固定绳)设築中接地装埋,接地电阻不大于10欧姆,12m,有道遭受直击雷和感应雷使管道防腐层破损的可能,需要在实验
保证放空立管的安全。此接地装置采用电位比管道更低的材料。
室进行模拟试验,根据试验数据采取相应的防宙保护措施。
金属管道与大地是绝缘的,如果管逆在进出建筑物处与防雷的接
地装置相连,要将接地线与管道连後处做好防腐处理,接地装置的2地装工
材料要与防腐保护相配合,否影响防腐保护。当采用地极保护器跨
组成接地装蟹的接地材料种类多,有防爬离子接地体、铜包钢
接在管道与大地之间或管道绝缘接头之间,利用其内部的一定间距的接地极、锌包钢接地极、物理接地模块、铅包铜等。长管道采用的
两个电极组成绝缘腔,正常情况下保证绝缘。当发生了雷击现象,由接地极的材料要与防腐保护接地材料(如镁、铝、锌等)相配合,进
于过电压的作用,绝缘腔体内会发生气体放电,这样两电极之间就会免外加电流法使得电流流失管道全线得不到保护,牺牲阳极保护法的
由原来的隔离状态转变为临时的电气连接状态,防止在雷电来临时管接地极腐蚀加快及管道得不到全面保护。采用铅包铜接地装置要慎用
与周国金属导体产生击穿空气放电的危险,同时也保护了管道防腐《中华人民共和国水污染防治法修订草案》第一章第四十条中就明确
层和管线绝接头免道击穿。地极保护器击穿电压要综合考虑空气击提到的“禁止将含有汞、镉、、、铅、化物、黄磷等的可格性
穿放电电压、管线绝缘接头击穿电压、管线防府层耐压等,从而起到剧彭废渣向水体排放、傾倒或者直接埋入地下”的规定。
保护作用。
3结東语
1.2场督道防
万方数据