石油化工企业防雷措施的探讨

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

　　摘要：本文介绍了雷电给石油化工企业造成的危害，指出了石化企业现场存在的一些隐患和问题，针对隐患和问题提出了对策和防范措施，并介绍了石化企业的防雷体系。

　　关键词：接闪器;分流;电磁封锁;电涌保护器

　　一、 引言

　　随着现代化建设的高速发展和计算机技术的广泛应用，雷电构成的威胁日趋严重，尤其是在大型的石化企业中，科学、合理地防范雷电灾害变得更为重要。由于从事防雷专业的工作人员对防雷相关规范的理解参差不齐，设计中常存在很多问题。为此，根据近几年来在防雷装置现场工作中发现的一些问题进行探讨。

　　二、 雷电的危害以及防范措施

　　雷电过电压对大楼内部电子设备的损害主要有以下三个途径进入而损害：一、直击雷经过接闪器(如避雷针(带))而直放入地，导致地网地电位上升，高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。二、雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管(线)上经感应而产生过电压。三、进出大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。

　　因此，我们要针对以上三种途径对整个入侵的雷电压及过电流进行防护，做好石化企业的防雷体系。石化企业的防雷体系分为两部分：外部防雷体系和内部防雷体系。外部防雷体系包括接闪，引下线分流， 均压(等电位连接) 接地;内部防雷体系包括：电磁封锁(屏蔽)， 合理布线， 安装SPD(电涌保护器)。下面简述一下防雷体系中的各部分的原理和功能：

　　(一) 接闪

　　用高架接地金属导体，如避雷针、避雷带(网)、建筑物金属桅杆、金属塔架等，安装于建筑物顶面及旁边，使被保护建构筑物免受直接雷击的破坏。用对雷电自身有防护能力的罐、塔去拦截雷闪。

　　根据石化户外生产装置的主要构筑物材质，还有其内部的物料性质、温度、压力等进行分析，当生产装置自身对雷击有防护能力时，可以用自身当接闪器。如果内部为易燃物质或操作温度大于其闪点的可燃物质的塔或罐的顶部钢或铁板厚度大于4mm、铜板大于5mm、铝板大于7mm时，可以用其自身当接闪器，不再装设接闪器;否则应装设接闪器。火炬、氢压机厂房、易燃物质泵房等也应装接闪器。

　　(二)分流

　　在石化户外塔、罐和氢气压缩机厂房等建筑物，无论上面是否装有接闪器，都要考虑其分流问题。在可能的情况下，多布置一些引下线或接地点。大型设备接地点不应少于2 处，小型设备必须接地。

　　(三)均压(等电位连接)

　　在石化生产装置的建构筑物内，应将相邻的金属导体、设备金属外壳，用导电体将其相互连接起来(连接导体可以放在地下，也可以布置在地上)，使其上面的雷电感应电势(电压)均衡，防止产生反击火花，避免操作人员同时接触两导体时发生电击，保护人身和设备安全。在石化生产装置的爆炸危险区域内，设备金属外壳或相邻导体间，当有电位差、空气间隙，就有发生雷击火花的可能，存在爆炸隐患。因此，在石化生产装置的爆炸危险区域内，不允许有孤独的金属导体存在。我国“防雷设计规范第3.2.2 条第二款”规定：“弯头、阀门、阀兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，电气通路不连续。连接处应用金属线跨接。对有不少于5 根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。”若在腐蚀环境仍要跨接。由此可见，均压等电位连接，在石化生产装置爆炸危险区域内，非常重要。防雷工作者必须给予高度重视。

　　(四) 接地

　　接地是防雷保护的重要环节。石油化工户外生产装的防雷接地、防静电接地、电气设计的工作接地、保护接地、信息系统的接地(逻辑地、参考地)、SPD 地、屏蔽地等应共用一接地装置，其接地阻值不宜大于4Ω。接地应环绕生产装置的建构筑物(生产装置区、配电仪表间、压缩机间、空压机房)做环形闭合接地装置。每个环形闭合接地装置应与相邻的环形闭合接地装置用两根扁钢(40 mm×4mm)连接起来，使其形成一个大型接地装置。将石化生产装置所有构筑物的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地和保护接地、屏蔽接地、电子系统的逻辑地和参考地、SPD 接地等，统统接到此接地装置上。

　　(五)电磁封锁

　　石化生产装置的供电电缆或配电电缆，均应采用铠装电缆或导线穿钢管配线，电缆金属铠装及保护管两端均应可靠接地。供电电缆、配电电缆、电子系统电缆等采用封闭金属线槽布线时，金属线槽对电气应全程贯通，在进出建筑物处，在穿过环形接地装置处，在交叉点与分支处都应可靠接地，且在直线段每隔25～30m 左右接地一次。

　　(六) 合理布线

　　石化户外生产装置的供配电电缆，电子系统设备的配线电缆应尽量远离防雷引下线，雷电分流线。两者相距大于2m。否则应穿钢管进行屏蔽。所有电气设备及电子设备的配线电缆均应采用铠装电缆金属封闭桥架敷设。电缆桥架的走向，应尽量远离电磁场较强且变化较大的地方。

　　(七)安装SPD(电涌保护器)

　　尽管我们采取了以上六项措施，在供电线路上，信息系统传输线上，仍会发生电涌击坏设备的事件，为了保护供电及信息系统设备，应在设备所处的建筑物内，在所有连线的进线端、设备附近、防雷区界面处等适当位置安装电涌防护装置。主要包括以下两种电涌防护装置：

　　(1)供配电电源的SPD

　　石化生产装置的供配电电源，大多采用6(10)kV 电缆供配电，电源由总配电间的两段母线引来。6(10)kV 系统中性点有不接地、经高阻接地、经低阻接地、经消弧线圈接地等。

　　(2)电子系统的SPD

　　石化生产装置的电子系统供电电源，一般由生产装置的低压母线提供电源，经UPS(不间断供电电源)给电子系统供电，

　　三、 结束语

　　只有做好石化企业的防雷措施，尤其是石化企业户外生产装置，如金属塔、罐容器、加热炉、空压机泵房等装置，应采取接闪、分流、接地、均压(等电位连接)、电磁封锁、合理布线，安装电涌保护器(SPD)等系统防护措施，并制定完善防雷设施检查制度，做到随发现随解决，从而在标准和技术上做到统一，加强防雷工作的管理，这样才能减少或消除石化生产装置的雷电事故，使石化生产装置长周期平稳的运行。

　　参考文献:

　　[1] 国标《建筑物防雷设计规范》GB50057—94(2000 版)

　　[2] 国标《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156—2002 版

　　[3] 国标《石油库设计规范》GB50074—2002 版

　　[4] 许颖：电缆段的雷电流的试验研究《防雷世界》2004.1

　　[5] 行标《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》QX3—2000

　　[6] 《雷电电磁脉冲的防护》IEC61312

　　[7] 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004