输气管道雷电防护技术规范V4(报批稿)9.26

1、Q/SY国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY XQ 186-2015输气管道站场雷电防护技术规范Technical code for protection of natural gas pipeline station against lightning报批稿2015- XX- XX发布2015- XX- XX发布国石油天然气股份有限公司西气东输管道分公司 发布Q/SY XQ Q/SY XQ 186 2015 信号电缆采用非屏蔽线缆埋地敷设时，信号电缆应全程穿钢管敷设，并在钢管两端与雷电防护区交界处做等电位连接并接地。当采用铠装电缆或双层屏蔽层的信号电缆埋地敷设时，铠装层或总屏蔽层应在两端

2、做接地，分屏蔽层在机柜处做等电位连接或接地，在现场端信号电缆分屏蔽层不需做接地处理。信号电缆敷设在金属桥架敷设时，桥架各金属构件应可靠连接，且桥架每隔20m应做接地。9.1.3 现场仪表信号电缆与仪表连接要求包括：方式一：信号电缆的铠装层应与电缆夹紧密封接头（Gland）压接并通过串接的接地环连接至接地网。电缆夹紧密封接头（Gland ）结构需完整，且与接地环连接处不应做绝缘处理（如缠绕生胶带等）。方式二： 将信号电缆铠装层焊接铜导线连接至仪表金属外壳或专门的接线端子上，然后再连接至接地网。9.2 室内仪表及机柜接地仪表自动化系统室内端应安装钢板材料的全封闭机柜或仪表箱内。机柜（或仪表箱）的各

3、部分4mm2绝缘多股铜芯电线或其他有效的仪表自动化系统的工作接地、保护接地应分别接入共用接地系统，不同功能的等电位连接不应22 所示。机柜内 本安接地汇流排接地支线自控接地系统工作接地汇流排接地支线电气接地系统变压器中性点接地干线接地干线工作接地 EB保护接地 EB电气装置 工作接地高频接地网接地总干线接地支线自控接地系统工作接地汇流排接地支线电气接地系统变压器中性点接地干线接地干线工作接地 EB保护接地 EB电气装置 工作接地高频接地网接地总干线22 仪表自动化系统接地示意图连接导体机柜内接地汇流排宜采用截面不小于25mm 6mm的铜排。接地线不小于1.5mm2， 接地支线不小于 4mm2，

4、接地分干线不小于6mm2，接地干线不小于16mm2，接地总干线宜为25mm2 50mm2。机柜内各汇流接地排与共用接地系统连接线总电阻不大于1 。9.3 浪涌保护器的设置设置原则：现场仪表端设置浪涌保护器的信号回路，在控制室内的仪表系统端也应设置浪涌保护器。当信号电缆在室外地面以上敷设的水平直线距离大于100m或垂直距离大于10m时，现场仪表和控制室两端宜设置浪涌保护器。现场仪表端、控制室仪表系统端及其连接电缆均在同一建筑物内时，可只在控制室仪表系统端设置浪涌保护器控制系统所有通讯接口(包括室外接入、室内不同系统接入，其中光纤除外)均应在二侧设备通讯接口处安装相应的SPD。室内端浪涌保护器的选

5、型要求包括：仪表自动化系统的浪涌保护器应选用免维护型，当浪涌保护器发生故障时不能使仪表信号中断。信号SPD选型应选用全模保护电路设计的产品，与信号类型应匹配，且宜选用单通道型产品。SPD外壳应选用阻燃材质，阻燃等级不低于UL94 V-2 。最大持续运行电压(UC)，对于24V直流供电仪表，UC 36V。最大信号电流(IC)：对于两线制、三线制、四线制的4mA20mA信号仪表(含HART通信信号)，最大信号电流的数值为：IC150mA。对于 24V直流供电线路，如电磁阀、超声波仪表、可燃气体检测器等仪表，最大信号电流的数值为：IC600mA。标称放电电流(In )，仪表信号浪涌保护器的标称放电电

6、流In 5kA( 8/20 s)。电压保护水平(UP)，电压保护水平应小于被保护仪表的承受电压，一般为所防护设备的工作电压或信号电压的2 倍 2.5 倍。响应时间，信号浪涌保护器的响应时间应5ns。现场仪表系统浪涌保护器设置要求包括：a) 下列仪表现场仪表系统应设置浪涌保护器：安全仪表系统的仪表现场端；变送器现场端；热电阻现场端；电子开关现场端；现场仪表选型包括：现场仪表浪涌保护器的参数选择符合第9.3.2 条。 用于隔爆型现场仪表的浪涌保护器不应改变仪表本体的隔爆结构，隔爆型浪涌保护器应取得中国相关认证机构的防爆合格证。现场仪表宜采用装配式浪涌保护器，也可以采用内置集成式浪涌保护器或通用式浪

7、涌保护器。9.3.4 本安系统中浪涌保护器的设置要求包括：无论信号线路是否是本安型，浪涌保护器的作用是防护雷电电涌对仪表的冲击，防止或减少雷电电涌对仪表造成损坏。浪涌保护器不是本安系统的安全栅，二者不可互相替代。在本安回路中的安全区域内(控制室内或现场机柜内)， 保护室内控制系统的浪涌保护器应安装在电缆进入控制室内或机柜内，连接在安全栅之前。在安全区，浪涌保护器和安全栅可分别安装在不同机柜内，也可安装在同一机柜内，但不应安装在同一导轨上。现场本安仪表宜采用专用于装在现场仪表本体上的浪涌保护器，也可使用内部集成浪涌保护器的现场本安仪表。所有用于输气管道站场本安系统的浪涌保护器，应通过国家或国际测

8、试机构，取得相关危险区域的本质安全认证。9.3.5浪涌保护器的安装要求包括：a)控制室内信号系统浪涌保护器安装要求：对于控制室侧未通过导轨安装的信号SPD，其接地线应与机柜内工作接地汇流排可靠连接，且接地线长度不宜大于0.5m，若接地线过长，宜将被保护设备与9.3.5浪涌保护器的安装要求包括：a)控制室内信号系统浪涌保护器安装要求：对于控制室侧未通过导轨安装的信号SPD，其接地线应与机柜内工作接地汇流排可靠连接，且接地线长度不宜大于0.5m，若接地线过长，宜将被保护设备与SPD相连，将大星型连接改为小星型连接。参见图23 所示。23 被保护设备与SPD接线方式控制室侧的SPD安装应在保险管前端

9、，安装参见图24 所示。图 24 信号SPD与保险管的安装位置关系现场仪表系统浪涌保护器安装要求：装配式浪涌保护器应安装在现场仪表本体上；当不能安装时，或采用卡槽式浪涌保护器时，应将浪涌保护器安装仪表保护箱、接线箱或专设防护箱内。分离安装的浪涌保护器与被保护仪表之间的电缆应穿钢管（或小型电缆槽）敷设。 安装浪涌保护器的接线箱、保护箱、钢管及保护仪表应进行等电位连接并接地。安装示意图见图25 所示。被保护仪表图 25 分离安装在保护箱中的浪涌保护器与被保护仪表接线图SCADA系统防雷措施见GB50343-2012第 5.4.5 条相关规定。通讯系统防雷措施光缆的防护措施光缆的所有金属接头、金属护

10、层、金属挡潮层、金属加强芯等，应在进入机柜处与终端盒接地端就近接地。光缆的其他雷电防护措施应符合GB/T 19856.1 相关要求。通信接入网和电话交换系统通信接入网和电话交换系统的防雷参见GB50343-2012第 5.5.1 条相关规定。电话线缆及其它电缆对于室外引入的电话线缆、2Mb/s 信号线以及其他信号电缆，应在其连接设备相应端口安装SPD。安全防护系统防雷措施工业监控系统防雷措施室外露天安装的工业监视前端设备应在接闪杆保护范围内。用于安装室外工业监视前端设备的监控杆应为整体钢质金属杆，杆上安装的工业监视前端设备（摄像机、云台、防雨罩和前端SPD 等）应直接与监控杆进行可靠的电气连接

11、。系统的户外供电线路、视频信号线路、控制信号线路应有金属屏蔽层或铠装电缆。供电线路、控制信号线路的金属屏蔽层或铠装层两端应接地。视频信号线屏蔽层应在室内处单端接地，铠装层应两端接地。位于建筑物外部的工业监视前端设备应在控制、电源、视频线两端安装SPD。选择各类监控接口（如 RS-232 、 RS-485、 RS-424、视频等）SPD 时，应满足设备传输速率、带宽等要求，SPD 接口与被保护设备接口应兼容。不宜选择电源、控制和视频组合的三合一式SPD。周界报警系统防雷措施周界报警系统室外对射式探头应与围墙上金属栏杆采用16mm2铜导线做等电位连接。系统的户外供电线路、信号线路应有金属屏蔽层埋地

12、敷设。供电线路、信号线路的金属屏蔽层两端应接地。周界报警系统应在电源和信号线两端安装SPD。 SPD应能满足设备技术参数要求。系统室外接线箱外电源SPD、信号SPD、线缆的屏蔽层的接地应与围墙金属栏杆接地共用。火灾报警系统防雷措施火灾报警系统及消防联动控制系统的防雷应符合GB50343-2012第 5.5.4 条执行。阴极保护系统防雷措施基本要求凡设置有阴极保护电源设备（恒电位仪、整流器）、电位传送器、绝缘接头或绝缘法兰的站场和阀室，应具有防高压电涌冲击的接地防护措施，以防止来自线路管道的雷电、故障电流引起的过电压对阴极保护系统设施的损坏。所有防高压电涌冲击的接地防护措施均不得对管道阴极保护的

13、有效性造成不利影响。采用电涌保护器接地时，保护器应具能有效隔离阴极保护直流电流的漏泄；当需要将雷电、故障电流、管道系统外杂散电流从管道上向大地中直接排放时，接地材料可采用锌包钢或锌合金牺牲阳极。阴极保护电涌保护器用于站场或阀室处对阴极保护设备和绝缘装置提供防电涌保护的SPD应满足下列基本要求：为电压开关型电涌保护器；标称放电电流（额定雷电冲击通流容量）100kA（ 8/20 S） ;具有失效安全功能（失效时应为短路模式）；残压应低于绝缘接头（绝缘法兰）和阴极保护设备的耐受电压，不大于1000V。当绝缘接头（绝缘法兰）所处位置的线路管道上存在交流或直流干扰时，电涌保护器还应具有全导通交（直）流电

14、流及能承受预期的故障电流。宜采用固态去耦合器或其他等效的产品。设有管道阴极保护站的站场，应对所有来自现场的线缆进行防雷击过电压保护，包括阴极线（管道）、阳极线、参比电极线。管道阴极保护系统的SPD 安装示意如图26 所示。26 阴极保护电源设备防电涌示意图12.2.4括采集线(管道)、参比电极线。阴保电位变送器的对仅设有阴保电位传送器的站场、阀室， 应对所有来自现场的线缆进行防雷击过电压保护，SPD 安装如图27 所示。27 阴极保护电位传送器防电涌示意图12.2.5输出端应安装有合适的雷电防护单元。当阳极线、管道受到感应雷电影响时，阳极线、阴极线之间限幅电压100V150V，过压通流容量20

15、kA(8/20 S)，漏电流20mA；阳极线、零位线之间限幅电压100-150V; 过压通流容量20kA(8/20 S); 漏电流20mA； 参比线、零位线之间限幅电压5V，过压通流容量50A(10/1000 S)，漏电流小于0.3 A(3V) 。12.2.6 防电涌保护器应安装在能防止灰尘和潮气汇聚的地方，外壳护箱防护等级应为IP55 及以上；处于防爆区时，应安装在隔爆型防爆接线箱内，防爆等级不低于Exd B T4 的要求。13 接地装置13.1 接地电阻值要求13.1.1 站场防雷防静电接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地应共用一组接地装置，接地装置的接地电阻值应小于4 。 11

16、0kV变电所中性点接地电阻应不大于0.5 欧。13.1.2 当站场、阀室内建(构)筑物、工艺设施共用接地装置时接地电阻值按照接入设备的最小值确定。3 独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网应设独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于 10 。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻，但在土壤电阻率为3000 m以下的地区，冲击接地电阻不应大于30 。4 高土壤电阻率地区（高于800 ?m的地区）的阀室接地电阻值难以达到要求或不经济时，冲击接地电阻值应小于4 。放空区放空管每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10 。接地引入线站控室、二次设备室等接地引入线长度不宜超过30m， 宜采用40mm

17、 4mm或 50mm 5mm 热镀锌扁钢。接地引入线露出地面部位应采取防机械损伤及防腐保护措施。接线要求如下：接地引入线应从地网上不同的两点采用不等长的热镀锌扁钢引接。在土壤腐蚀性强的地段，接地引入线应作防腐蚀处理。如果接地引入线在地面下进行连接，其连接点均应采用焊接或热熔焊连接，连接部位应有防腐措施。接地网结构所有站场、阀室内防直击雷装置的接地应和防雷电感应、防雷击电磁脉冲、电气和电子信息系统工作接地和保护接地共用接地装置。站内建筑物地网宜采用建筑物基础接地体和围绕建筑物的环形接地体相结合的方式。工艺装置区地网应采用围绕装置区的环形接地体作为接地干线，各设备设施由接地支线连接至环形接地体上。

18、接地装置敷设可参考附录B 中进行。高杆灯、监控杆应就近连接至共用地网。当高杆灯或监控杆周边15m范围内无地网时，需围绕高杆灯或监控杆设置环形地网并与站场共用接地网可靠连接。在土壤电阻率较高的地区（不小于500 m），阀室等面积较小的且位于高雷暴区域的场所，宜使用辐射型水平接地体。阀室接地网安装应注意与管道系统的电气绝缘。接地体要求接地体埋深宜不小于0.7m（ 接地体上端距地面的距离） ， 地网沟的宽度一般不小于0.3m 。 在严寒地区，接地体应埋设在冻土层以下。在土壤较薄或碎石多岩地区可根据具体情况决定接地体埋深，在雨水冲刷下接地体不应暴露于地表。水平接地体应采用热镀锌扁钢（加厚镀锌层，镀锌层

19、厚度一般不小于70 m） ， 接地干线扁钢规格不小于50 mm 5mm，接地支线扁钢规格不小于40 mm 4mm。垂直接地体，宜采用长度不小于2.5m 的热镀锌钢材，垂直接地体宜采用长度为2.5m 的不小于 50 mm 50 mm 5mm（特殊情况下可根据埋设地网的土质及地理情况决定垂直接地体的长度）热镀锌角钢。镀锌层厚度一般不小于70 m， 且表面镀层均匀无划伤。垂直接地体间距不宜小于5m， 具体数量可以根据地网大小、地理环境情况来确定，地网四角的连接处应埋设垂直接地体。采用其他类型接地体应参照其产品技术要求；有阴极保护的地网禁止使用腐蚀电位比钢材正的其他材质作为接地体（例如铜材、铜包钢、石

20、墨等）。接地体之间的所有连接，必须使用焊接或熔焊。焊点均应做防腐处理（浇灌在混凝土中的除外）。埋地的接地体之间禁止使用螺栓连接。接地体应避开污水排放口和土壤腐蚀性强的区段，难以避开时，其接地体截面和镀层应适当增大。接地体扁钢搭接处的焊接长度，应为宽边的2 倍；焊接处表面光滑平整牢固，并进行防腐处理，防腐部位应超出焊接处100mm。安装方式可参见施工图集防雷与接地安装D501-14。地网沟回填土应筛除石块等杂质后填入沟内，应分层夯实，有条件的地区应在回填后浇水，待沟面下降后重新回填至平面并夯实；部分坡度较大的地区或是土壤流失较严重的地带，沟面回填后宜用混凝土覆盖或种植草皮以防雨水冲刷造成回填土流

21、失。地网沟应在建筑物散水坡以外开挖，地网沟距离建筑物地基应在1 m以上；当地网沟穿越围墙、地基、线缆沟或直埋电缆时，应对上述设施采取一定的绝缘加固或保护措施。在建筑物引下线或其他防直击雷引下线附近接地装置需采取防跨步电压的措施，措施参见GB50057-2010 第 4.5.6 条规定。14 防雷装置维护要求一般原则每年雷雨季节之前（一般定在每年3 月份左右）应对站场的防雷接地装置进行一次全面的检测， 对爆炸危险区域每年保证两次防雷检测。建立专门的防雷接地档案，保存各接地装置和防雷装置的原始记录以及日常防雷检测记录。检测中发现问题的应及时上报，并修复。档案保存年限为5 年。对于遭受雷击损坏的站场

22、，应及时统计并记录雷击损失的情况并上报上级主管部门。对于雷击损坏的现场应拍摄照片，连同损失情况等资料存入防雷接地档案。对于遭受雷击损坏的站场，应及时对损害点的防雷接地状况进行勘察并分析雷击损失的原因， 针对不足应及时进行整改。防雷检测防雷接地装置检测应按图28流程并依据前述相关技术要求进行检测，检测的具体方法应依据下述相应条款。防雷接地装置工程验收按附录C中记录表项目进行验收记录。图 28 防雷装置接地检测流程文件查验包括以下内容：首次防雷检测时，设计、竣工文件查验；历年检查记录检查并对比；雷击故障记录以及整改情况文件查验。接闪器检查包括以下内容：目测接闪器以及引下线的设计安装是否符合其技术要

23、求；对接闪器以及其引下线的可靠性以及锈蚀情况进行检查，特别应注意焊接点的锈蚀情况；检测地网应注意以下内容：地网腐蚀程度(年限)与土壤构成有关，有效期一般为10 到 20 年。 是否对其进行修补或改造， 只能通过对接地电阻测量值的比较及对接地体的开挖抽样检查决定，地网开挖抽样检查周期不超过7 年。 7 年之后的地网需每年进行随机开挖检测。地网宜每年巡检一次，检查的内容为包括测试接地电阻值、检查接地引出线是否牢固完整、接地体覆土是否被雨水冲刷流失，其中重点是焊接点的防腐、接地引出线(出土部位)的锈蚀度及连接的牢固程度。正常维护检测时，发现接地电阻值出现较大偏差时，在无法找出表面原因时，应重新检查隐

24、蔽工程。每隔 5 年选择部分焊接点进行挖开检查，当锈蚀部分超过接地体横截面积的的1/3 时， 应及时更换接地体。户外电缆防雷接地检测应注意以下内容：检查外层铠装(屏蔽层)的外露接地引线、引出扁钢(出土部位)等有无机械损伤、锈蚀过度而断裂、折断的现象，上述设施有无人为损伤。发现松脱或腐烂/ 腐蚀的接合点后，应进行清洁 / 紧固或替换。对于变送器内部的SPD，应检查其接地线是否连接可靠。如果SPD 有指示，检查其指示是否指示正常。如果信号电缆端设备发生雷击损坏，应对两端的屏蔽情况进行重点检查，必要时应对埋地的连接点进行开挖检查。机房内等电位连接检测应注意以下内容：检查机房内等电位连接结构是否符合要求；检查各个设备接地线线径是否符合要求，连接是否可靠；检查光缆金属加强芯和防潮层是否按照要求接地；检查 DDF 架 2M 金属外护层是否接地。电源过电压保护(包括阴保系统防雷器)检测应注意以下内容：检查电源SPD 配置是否符合要求；检查电源SPD 的保护模式是否符合要求，特别是TT 供电系统应采用3+1 模式的保护器；检查SPD 的接地线线径以及长度是否符合要求，检查SPD 接地线是否连接可靠