摘要：燃气是现代城市人民生活和工业生产的一种主要能源，发展城市燃气可以节约能源、减轻污染、提高人民生活水平，社会综合经济效益十分显著。然而，就住宅燃气管道而言，依然存在着诸多问题，鉴于此，本文将从住宅燃气管道防雷防静电设计、施工展开分析。
关键词：住宅燃气管道；防雷防静电；设计施工
1、燃气管道雷击、静电事故原因
1.1雷击
外部管道将雷电引入室内或内部管线综合布线不规范，等电位处理不当等原因引起雷击事故。
1.2静电
管道内燃气的高速流动，在管内及管外壁产生静电，同时在燃气出口处，由于燃气扩散，界面处也会产生静电，如不及时泄放，则会产生静电放电现象。因此，对于管道的接地和等电位处理是避免事故发生的重要防范措施之一。
2、架空金属燃气管道设计与施工
2.1引入建筑物燃气总管的设计与施工
架空金属燃气管道在建筑物入口处必须安装绝缘段，并在绝缘段两端跨接等电位联结器，即电涌保护器。当两端电压差达到一定程度时可在瞬间削除电压差，使两端等电位联结；平时两端是绝缘不导通的，起到外部与室内电气隔离的作用。因此，应按图1所示进入建筑物第①部分进行设计与施工。
图1
2.1.1绝缘段的设计
燃气管道绝缘段的设置主要是阻止管道两端的电气导通，使室内外不能构成电气通道，室内外互不影响，不会产生电气干扰。目前主要是针对阴极保护装置的静电和电磁感应所做的电气隔离，其绝缘强度要根据阴极保护等的需要选择适当的长度和耐压参数确定。
2.1.2等电位联结器选择安装
为了避免绝缘段两端的电压差过大引起击穿或高电压的干扰，在绝缘两端加装等电位联结保护器，当两端有高压产生其电压差达到SPD的启动电压时，两端瞬时导通；等电位联结在电压差消除后，立即断开，两端仍然回到隔离的绝缘状态。
2.1.3接地连接与电阻要求
（1）进出建筑物的燃气管道在进出口处均应与防雷接地装置进行接地处理，使管道的干扰电压或电流短路入地，防止侵入室内，影响设备的正常运行。
（2）为了防止各户内的高电压与静电危害，在使用的燃气终端金属管道处和燃气用具进行有效的接地连接，可以及时泄放在燃气燃烧及流动过程中产生的静电积聚，预防静电产生的电火花。
（3）架空金属管道距离建筑物100m内的管道，应每隔25m接地一次，其冲击接地电阻＜10Ω，起到分别泄流、逐步降压的作用。
2.2燃气分支管道的设计与施工
2.2.1平行敷设的分支管道
如果燃气管道设置为如图1中的第②部分所示，各户单独从总表箱上分别引入，除终端需要接地外，应根据QX/T109—2009第6.1.1条等有关规定：平行敷设于地上的燃气金属管道，其净距小于100mm时，应用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m。管道交叉点净距小于100㎜时，其交叉点应用金属线跨接。
2.2.2垂直敷设的分支管道
如果燃气管道设置为如图1中的第③部分所示，各户从一根垂直主管道中分出树状布置，则在进入分户处接地即可。
2.2.3在屋顶或外墙敷设的管道
敷设在屋顶上的燃气金属管道应与防雷装置进行有效的电气连接，当其长度较长时，应多点与防雷装置相连，如果管道不在接闪器的保护范围内，其厚度不应小于4㎜。敷设在外墙上燃气金属管道两端与接地装置连接外，当高度超过滚球半径时，其金属管道的厚度应不应小于4㎜。
2.3燃气管道与其他管线的安全距离
为了防止管道与其他管线之间的相互影响，特别是采用阴极保护装置的燃气管道，根据GB50057—2010，燃气管道与电子信息系统线缆的最小平行净距为300㎜，最小交叉净距为20㎜。架空燃气管道与防雷引下线之间的安全距离为：
式中：Sa3——空气中的间隔距离，m；
Kc———分流系数；
lx———引下线计算点到连接点的长度，m
连接点即金属物或电气和电子系统线路与防雷装置之间直接或通过SPD相连之点。
3、全线埋地管道的设计与施工
目前，埋地金属燃气管道进入建筑物的布设有两种，一种是埋地后从建筑物内部引出，另一种是在建筑物外部引出然后穿墙进入室内或沿外墙布置。在引入端必须进行接地处理，当管道采用阴极保护时方才按照阴极保护装置的要求进行绝缘段的隔离设置。其中埋地管道与其他管线应保持一定的安全距离。
4、燃气管道设计的规范探讨
有些规范规定，引入建筑物的燃气金属管道都要设置绝缘段或塑钢接头进行隔离，防止外部与内部之间的相互干扰。但是，从电气原理与相互干扰和影响的程度来分析，不是所有进入建筑物的金属燃气管道或分支管道都要设置绝缘段，如：全线埋地的或虽然架空但近建筑物入口处埋地长度且＞15m时，同时在入口处进行接地处理，这样一般不需要设置绝缘段或塑钢接头，除非是采用阴极保护装置的隔离需要。因为外部雷击电流在进入建筑物前已被埋地的金属管道泄放近70%电流到大地，其余的电流还可通过入口处的接地进行分流，最后注入建筑物内的电流实际上是很小的；又因为建筑物内部是等电位处理，无论电压高低，对内部的设备运行影响都不大，金属管道上产生的静电或其他感应电流等都可通过建筑物的入口处接地，将静电等电流泄放入地，不会影响到室内的设备。
另外，对于外墙上竖直的金属燃气管道，也不需要每间隔12m与防雷装置连接。由于在地面附近金属管道已经进行了接地处理，雷电流可以通过金属管道泄放入地，引入到分支入户处的接地处理也可以分流一部分雷电流。因此，中间可以不需要接防雷装置进行泄放雷电流，绝大部分中间都没有预留防雷接地装置，很难进行连接施工，如果延伸到屋顶的金属燃气管道，则应与屋顶的防雷装置连接。
对于绝缘材料做成的燃气管道，虽然不存在雷电电流，由于燃气的高速流动也会产生静电，当静电集聚到一定程度，也会产生静电放电并出现火花效应，因此，使用的燃具和附加于管道上的金属物仍然要接地，将其上的静电及时泄放，这样，才可避免安全事故的发生。
结束语
燃气金属管道的防雷防静电设计规范涉及不多，在实际应用中，应从现场环境，并结合雷电与静电及感应原理，按照规范进行合理设计，而不是一刀切地来设计与施工，只有这样才能既经济又有效地预防雷电与静电产生的危害。
参考文献
[1]GB50057—2010建筑物防雷设计规范[S].
[2]QX/T109—2009城镇燃气防雷技术规范[S].
[3]GB50028—2006城镇燃气设计规范[S].
论文作者:齐春军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/30
标签：管道论文; 燃气论文; 防雷论文; 金属论文; 建筑物论文; 静电论文; 两端论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;