室外煤氣管道的防雷設計及施工要求

時淑玉

雷電是自然界最大的一種破壞力量，每年因雷電災害造成的人員傷亡、財產損失都十分嚴重。而福州市地處我國的東南沿海，是雷電高發區，年平均雷暴日達53天，根據2005年度收集到的部分雷災統計，僅福州市就發生雷電災害43起，造成的財產損失達幾百萬元。因此雷電的預防越來越引起有關部門的強烈重視。認真貫徹執行國家各類防雷技術規范是減輕或避免雷電災害的重要環節，目前市內的各類新建建筑物、特別是高層和超高層建筑物都采取了嚴格的防雷措施，而煤氣管道是建筑物的附屬部分，并且材料一般都是采用鋼管，鋼管是金屬導體，會形成電氣通路，會引發雷電災害，福州市防雷辦公室對煤氣管道的防雷也提出了嚴格的要求，所以煤氣管道必須進行防雷設計，同建筑物的防雷設計結合起來，采取一些行之有效的防雷措施，避免因煤氣管道而產生的雷電災害。

從雷電的形式來講，煤氣管道的防雷應從以下三個方面著手：防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入。直擊雷是指閃電直接擊在建筑物、大地或防雷裝置上，產生電效應、熱效應和機械力者；雷電感應是指閃電放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應，它可能使金屬部件之間產生火花；雷電波侵入是指由于雷電對架空管線或金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內，危機人身安全或損壞設備。

從煤氣管道自身來講，防雷重點是室外管道，它主要包括敷設在屋面的煤氣管道、掛在建筑物側墻的煤氣管道及架空煤氣管道，以下我們從這三個方面進行討論。

一、屋面煤氣管道

隨著人民生活水平的日益提高，各類新建建筑物樓前的管線越來越多，而煤氣管道的布置又比較嚴格，所以樓前管的敷設越來越困難，加之現代建筑結構的多樣化，煤氣設施及煤氣管道更多地選擇了利用屋面來敷設。但屋面是一個易受雷擊的部位，所以屋面煤氣管道的防雷設計和施工就顯得尤為重要了。

屋面煤氣管道主要包括煤氣放散管和直接敷設在屋面上的水平管，從以前調查中發現雷擊煤氣放散管起火8次均未發生事故，說明煤氣放散管始終處于正壓，所以煤氣放散管只要和防雷裝置相連就可以了，不必再獨立設接閃器。下面主要討論屋面水平管，這部分煤氣管道的防雷重點是防直擊雷和防雷電感應，鑒于目前建筑物的防雷設計并非是阻止和減少雷擊的發生，其主要目的是為了引雷，因此煤氣管道的防雷也應達到這一目的。建筑物遭受雷擊時，雷電流流經的路徑為：屋面、屋架（或托架或屋面梁）、柱子、基礎，最后引入大地。根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（以下簡稱GB50057）4.1.5條的規定“對二、三類防雷建筑物來講屋面上永久性金屬物宜作為接閃器，但其各部件之間均應連成電氣通路，鋼管、鋼罐一旦被雷擊穿，其介質對周圍環境造成危險時其壁厚不得小于4mm”。所以雷電流到達屋面后，敷設在二、三類防雷建筑物上的煤氣管道要同時達到接閃和引雷兩個目的，而對于一類建筑物則僅為了引雷。針對這一目的，屋面水平煤氣管建議采取以下做法：

1、管道的敷設應避開屋角、屋檐、檐角、屋脊、女兒墻等宜受雷擊的部位，當管道進入屋面時，應盡量沿女兒墻底部，躲開屋角、屋脊部位進入。

2、選擇壁厚≧4mm的水煤氣鋼管。

3、 為了保持良好的電氣通路，管道應采用焊接，閥門也宜采用焊接閥門，當采用絲接閥門時，閥門兩端應跨接。

4、 為了減少管道腐蝕的發生，煤氣管道不宜直接敷設在屋面上，應采用支墩，支墩與管之間還應加管墊予以保護。

5、 電氣連接：等電位聯結是防雷設計的主要手段，因此屋面煤氣管道與避雷裝置的電氣連接來不得絲毫馬虎，首先屋面的煤氣主管首尾兩端和進入建筑物的各分支管的末端應與屋面防雷裝置相連。依據GB50057中規定，第一、二、三類防雷建筑物引下線之間的間距分別不應大于12m、18m、25m，煤氣管道與防雷裝置連接點的間距也應參照一、二、三類防雷建筑物分別對應的12m、18m、25m的距離執行，這樣做的目的是為了防止因管線過長而引起雷電流分布不均勻增大電壓降，從而導致雷反擊的形成。其次，為了防止雷電感應的發生，與其它平行敷設的金屬管道，其凈距小于100mm時，應采用金屬線跨接，并且跨接點的間距不應大于30m，金屬管道之間的交叉凈距小于100mm時，其交叉處亦應跨接。

二、建筑物側墻煤氣管道

建筑物側墻煤氣管道主要包括三種，第一種是單根煤氣管，主要是一些上屋面煤氣主管和下垂煤氣分支立管，第二種是目前福州市正在嘗試使用的中高層建筑物集中排管式安裝中的煤氣排管，第三種是由引入管露出地面的煤氣矮立管和煤氣高立管。第一、二種煤氣管道的防雷主要目的是為了防止側雷擊的發生，雖然側雷擊的發生概率和雷電流都比較小，但它一旦發生，造成的破壞還是相當大的，因此這部分的設計也不容忽視。依據GB50057的規定，一、二、三類建筑物防側擊的起始高度分別為30m、45m、60m，因此煤氣管道防側擊的高度也相應地分別定為30m、45m、60m，對于一類防雷建筑物，從高度30m起，每隔不大于6m，煤氣管道須與建筑物的水平避雷帶或引下線相連；對于二、三類防雷建筑物，只需頂端和底端與防雷裝置相連即可。第三種煤氣管道的防雷主要目的是為了防止雷電波的侵入，依據GB50057要求，埋地或地溝內的金屬管道在進出建筑物處亦應與防雷電感應的接地裝置相連，因此每一根引出地面的煤氣矮立管和煤氣高立管不管是處于幾類防雷建筑物，都應就近與接地裝置或引下線相連。煤氣引入管的安裝定位應盡量靠近引下線或接地裝置，以便于與接地體的連接板或接地裝置相連，若受結構的限制，離引下線或接地裝置較遠時，也應采用和建筑物水平接地體相同的材料做水平接地以達到與引下線或接地裝置相連。

同樣，為了保持管道有良好的電氣通路，側墻煤氣管道宜采用焊接；若采用絲接，當過渡電阻≧0.03Ω時，前后兩端應跨接。

三、架空煤氣管道

架空敷設的煤氣管道一般是沿建筑物的外墻體水平敷設，用托架與墻體相連，所以只需頭尾及中間每隔25m與建筑物的引下線或接地裝置相連就可以了。

四、等電位聯結

煤氣管道的電氣連接方法及材料的選用按照《等電位聯結安裝》02D501-2中38、39頁聯結線與各種管道的連接（抱箍法）、聯結線與各種管道的連接（焊接法）執行。對于集中排管式安裝的煤氣管道，應先將煤氣排管在同一高度用連接件焊接成一個電氣通路，然后再與水平避雷帶或引下線相連。連接件及跨接線均應做防腐處理。

五、結束語

由于不斷增多的城市高層建筑加劇了雷電活動、建筑物內抗雷能力十分脆弱的通信和計算機網絡等現代化設備越來越普及、易燃易爆場所和電力供電設備迅速增加以及人們主觀上的防雷意識十分薄弱等各方面的原因，雷電災害造成的損失愈來愈嚴重。為了配合我省的防雷減災工作，煤氣管道的防雷設計及施工必須結合建筑物的防雷設計，嚴格執行國家有關規范，扎扎實實、不折不扣地做到位，才能減少和杜絕因煤氣管道而引起的雷電災害。