4.2 户外装置区场所

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石油化工装置防雷设计规范 GB50650-2011（2022年版）

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4.2.1 石油化工装置的户外装置区，遇下列情况之一时，应进行防雷设计：

1 安置在地面上高大、耸立的生产设备；

2 通过框架或支架安置在高处的生产设备和引向火炬的主管道等；

3 安置在地面上的大型压缩机、成群布置的机泵等转动设备；

4 在空旷地区的火炬、烟囱和排气筒；

5 安置在高处易遭受直击雷的照明设施。

4.2.2 石油化工装置的户外装置区，遇下列情况之一时，可不进行防直击雷的设计，但应可靠接地：

1 在空旷地区分散布置的水处理场所（重要设备除外）；

2 安置在地面上分散布置的少量机泵和小型金属设备；

3 地面管道和管架。

4.2.3 防直击雷的接闪器，宜利用生产设备的金属实体，但应符合下列规定：

1 用作接闪器的生产设备应为整体封闭、焊接结构的金属静设备，转动设备不应用作接闪器；

2 用作接闪器的生产设备应有金属外壳，其易受直击雷的顶部和外侧上部应有足够的厚度；钢制设备的壁厚应大于或等于4mm，其他金属设备的壁厚应符合本规范表6.1.5中的厚度t值。

4.2.4 易受直击雷击且在附近高大生产设备、框架和大型管架（已用作接闪器）等的防雷保护范围之外的下列设备，应另行设置接闪器：

1 转动设备；

2 不能作为接闪器的金属静设备；

3 非金属外壳的静设备。

4.2.5 接闪器的防雷保护范围应采用下列方法之一确定：

1 应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057滚球法的规定，滚球半径取45m；

2 接闪器顶部与被保护参考平面的高差和保护角应符合表4.2.5的规定或现行国家标准《雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T21714.3的有关规定。

表4.2.5 接闪器顶部与被保护参考平面的高差和保护角

4.2.6 防直击雷的引下线应符合下列规定：

1 安置在地面上高大、耸立的生产设备应利用其金属壳体作为引下线；

2 生产设备通过框架或支架安装时，宜利用金属框架作为引下线；

3 高大炉体、塔体、桶仓、大型设备、框架等应至少使用两根引下线，引下线的间距不应大于18m；

4 在高空布置、较长的卧式容器和管道应在两端设置引下线，间距超过18m时应增加引下线数量；

5 引下线应以尽量直的和最短的路径直接引到接地体去，应有足够的截面和厚度，并在地面以上加机械保护；

6 利用柱内纵向主钢筋作为引下线时，柱内纵向主钢筋应采用箍筋绑扎或焊接；正常使用中承受机械应力的结构部分中的金属部分不应作为保护接地或保护联结导体。

4.2.7 防雷电感应措施，应符合下列规定：

1 在户外装置区场所，所有金属的设备、框架、管道、电缆保护层（铠装、钢管、槽板等）和放空管口等，均应连接到防雷电感应的接地装置上；设专用引下线时，钢筋混凝土柱子的钢筋，亦应在最高层顶和地面附近分别引出接到接地线（网）；

2 本条第1款所述的金属物体，与附近引下线之间的空间距离应按下式确定：

式中：
S——空间距离（m）；
k_c——分流系数，单根引下线取1，两根引下线及接闪器不成闭合环的多根引下线取0.66，接闪器成闭合环的或网状的多根引下线取0.44；

l_x——引下线计算点到接地连接点的长度（m）。

3 当本条第2款所要求的空间距离得不到满足时，应在高于连接点的地方增加接地连接线；

4 平行敷设的金属管道、框架和电缆金属保护层等，当其间净距小于100mm时应每隔30m进行金属连接，相交或相距处净距小于100mm时亦应连接。

4.2.8 防雷接地装置应符合下列规定：

1 利用金属外壳作为接闪器的生产设备，应在金属外壳底部不少于2处接至接地体。

2 本规范第4.2.4条规定另行设置的接闪器（杆状、线状和网状的），均应有引下线直接接至接地体。

3 防直击雷用的每根引下线所直接连接的接地体，其冲击接地电阻不应大于10Ω，并应符合下列规定：

1）在接地电阻计算中，每处接地体各支线的长度应小于或等于接地体的有效长度l_e；

2）l_e的计算和冲击接地电阻的换算应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定执行。

4 防雷电感应的接地体，其工频接地电阻不应大于30Ω。

5 防直击雷的接地体宜与防雷电感应和电力设备用的接地体连接成一个整体的接地系统。但防直击雷的接地体，其接地电阻应满足本条第3款的要求。

条文说明

4.2.1 在石油化工装置的户外装置区，本规范不是像现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057那样要进行年预计雷击次数的计算，而是引用了其概念（易受雷击的概念、雷击的破坏后果等），对某些场所是否要防直击雷作出明确规定。

在本条中明确规定了需要进行防雷的各种情况，主要是易遭受雷击的高大设备和一些重要的生产设备。本条为强制性条文，必须严格执行。

4.2.2 在石油化工装置的户外装置区，并不是所有场所都需要进行防雷的。在水处理场所和一些罐区，地面空旷、分散布置有少量机泵（3台～4台及以下）和矮小金属设备，不必要进行防直击雷的设计。在地面上布置的管道和管架亦如此，只需要进行防雷电感应的接地。

4.2.3 本规范的重点是户外装置区的防雷，而本条的重点是户外装置区防雷的主要措施-生产设备的本体防雷保护。

石油化工装置的户外装置区，布满了大小高矮不同的工艺设备和容器，几乎全是金属的（钢的），本身大都能承受直击雷的冲击（电的、热的、机械的）。只要能满足爆炸危险环境的要求，利用设备本体作为防雷的接闪器和引下线，在工程上是十分方便和经济的。

将生产设备（直立式金属静设备）的外壳作为防直击雷的接闪器和引下线，因此要求生产设备是整体封闭和焊接的，而且要有一定的厚度，使在雷击点上电流不能熔穿外壳。

转动（驱动）设备本身有运动部件，还有电动机等电气设备，其本体不能接收和传导雷电流，因此规定不能用作接闪器。

生产设备的顶部和外侧上部是易接受直击雷的部分，要重点加以保护。一般而言，所谓顶部和外侧上部是指总高度80％以上的部分。

4.2.4 有些生产设备安装在其他已用作接闪器的高大生产设备附近，位于他们的保护范围内，可以不设置防雷保护设施（但要接地）；如果位于保护范围之外，则应设置外加的接闪器加以保护。这类生产设备共有三种，即转动设备、不能作为接闪器的金属设备（如外壳厚度不够）和非金属外壳的静设备。

4.2.6 高大和高空意指生产设备周围无更高物体对其屏蔽或影响而易受直击雷者。

4.2.7 平行敷设的金属管道、框架和电缆金属外皮等，其净距表示裸管外壁净距；若金属管道带有保温层，保温层的保护罩采用薄金属板制作时，需要咬口并利用机械固定的螺栓进行等电位连接。

4.2.8 在工程设计中，一般都将防直击雷的接地体与防雷电感应的接地体在地下连接起来（或者共用），并且还与电力设备的保护接地网（其接地体一般在变电所附近）连接。因此，在平面图上看，地下的接地体和连接用的接地线共同形成一个大接地网络，不易看清哪组接地体是防直击雷用的。

雷电流经最近的引下线流入地中（经断接卡后的接地线），在接地体上流散入大地。由于雷电流的冲击性能，限制了它只能在一定范围内流散（即出现了接地体的有效长度l_e）。
本条规定，防直击雷的接地体，在计算接地电阻时其接地体的长度只能采用小于或等于接地体有效长度数值。

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