連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)的防雷措施

　　摘 要：本文通過雷電危害的闡述，對(duì)連續(xù)性生產(chǎn)的化工企業(yè)如何降低雷電災(zāi)害，提出了一定的實(shí)踐性的建議，以供同行參考。
　　關(guān)鍵詞：雷電災(zāi)害 直擊雷 感應(yīng)雷 降低災(zāi)害
　　中圖分類號(hào)：TU895 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2012）09（a）-0252-01
　　雷電是自然界固有的一種自然現(xiàn)象，雷電災(zāi)害一直存在。
　　雷擊的表現(xiàn)形式主要有以下四種。
　　第一，直擊雷。是指雷云與大地某點(diǎn)之間發(fā)生放電。它可以直接擊中設(shè)備，如電力架空線、電話線、信號(hào)傳輸線、塔、罐等。雷電流便沿著導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，而造成設(shè)備的損壞，導(dǎo)致次生安全事故的發(fā)生。
　　第二，感應(yīng)雷。它可以分為靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)，兩種現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生。
　　根據(jù)靜電感應(yīng)的原理可知，當(dāng)帶電雷云（一般帶負(fù)電荷）積聚在電力導(dǎo)線上空時(shí)，導(dǎo)線上將感應(yīng)大量的與雷云所帶電荷相反的受束縛的正電荷。一旦雷云電荷達(dá)到一定值時(shí)，將發(fā)生放電。雷云所帶負(fù)電荷便瞬間消失，此時(shí)導(dǎo)線上所感應(yīng)的正電荷將失去束縛力，以自由電荷的形式沿著導(dǎo)線兩端迅速擴(kuò)散。由于自由電荷的移動(dòng)，在輸電線路上將感應(yīng)出電壓，其電壓的高低決定于束縛力消失的陡度。
　　根據(jù)電磁感應(yīng)的原理可知，由于靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的電荷失去束縛后，經(jīng)電源、設(shè)備流入大地的過程中將產(chǎn)生雷電流，其特性表現(xiàn)為高頻率、高強(qiáng)度。雷電流所經(jīng)過的導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的交變電場(chǎng)，如果導(dǎo)體處在這個(gè)交變電場(chǎng)中，便會(huì)感應(yīng)出很高的電壓，導(dǎo)致設(shè)備損壞。對(duì)于弱電設(shè)備，這種損壞的程度尤為突出。
　　第三，反擊。當(dāng)雷電流通過導(dǎo)體流入大地是時(shí)，在流入點(diǎn)將產(chǎn)生電壓降，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在以電流流入點(diǎn)為圓心的一定直徑的圓周內(nèi)，即散流電阻上都將存在感應(yīng)電壓。
　　第四，電網(wǎng)波動(dòng)。雷擊導(dǎo)致電壓升高而使電網(wǎng)中絕緣薄弱環(huán)節(jié)首先擊穿，引起電網(wǎng)波動(dòng)，電網(wǎng)波動(dòng)將導(dǎo)致交流接觸器、過流保護(hù)裝置等動(dòng)作跳閘。
　　以上四種情況的危害，都將導(dǎo)致連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)的減產(chǎn)、停產(chǎn)和次生安全事故的發(fā)生。
　　通過以上分析，對(duì)如何防止和減少雷電給生產(chǎn)企業(yè)所帶來的危害，提出如下建議。
　　1 接地電阻的測(cè)量方法
　　接地電阻值的大小，是判定接地網(wǎng)是否合格的重要參數(shù)。企業(yè)每年都要對(duì)接地電阻進(jìn)行一次普查，由于化工生產(chǎn)企業(yè)的接地網(wǎng)都很大，對(duì)大型地網(wǎng)的電阻測(cè)量，推薦采用電流電壓法來進(jìn)行接地電阻的測(cè)量，也稱為大電流測(cè)量法。這種測(cè)量方法具有“接地電阻不受測(cè)量范圍的限制和測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確可靠”的優(yōu)點(diǎn)。
　　2 弱點(diǎn)設(shè)備的防雷措施
　　（1）從現(xiàn)場(chǎng)至控制室的電纜橋架，絕大多數(shù)化工企業(yè)都是采用耐腐蝕耐火的玻璃鋼橋架，這種橋架不能消除雷電電磁波的入侵而引入高電位，損壞DCS等弱電控制設(shè)備。根據(jù)法拉第屏蔽保護(hù)原理可知，對(duì)通訊及控制線路必須采用金屬屏蔽，如采用穿鋼管或金屬電纜橋架等措施可以減少雷電電磁波的入侵。
　?。?）所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個(gè)接地網(wǎng)。
　　（3）在電源入口分級(jí)裝設(shè)電涌保護(hù)裝置，信號(hào)線入口處宜采用光電耦合元件或安裝適當(dāng)?shù)南迚貉b置。
　?。?）改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對(duì)弱電設(shè)備的感應(yīng)，使電纜的屏蔽網(wǎng)能更好地發(fā)揮作用。
　　（5）在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。
　?。?）關(guān)鍵性儀表電源采用UPS供電。
　　（7）定期切換檢查UPS電源，此項(xiàng)工作對(duì)化工生產(chǎn)企業(yè)尤為重要，因?yàn)樗谴_保安全停車的最后一道防線。
　?。?）對(duì)于不需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的儀表，如監(jiān)視系統(tǒng)、電子稱量系統(tǒng)等，在雷暴即將來臨時(shí)斷開電源，停止工作。
　　3 強(qiáng)電系統(tǒng)的防雷措施
　　3.1 裝設(shè)避雷針
　　避雷針是防直擊雷的主要措施，它將雷電引到自己身上，并安全導(dǎo)入地下，從而達(dá)到保護(hù)附近的電氣設(shè)備、建筑物等免遭直接雷擊的目的，但避雷針的安裝必須滿足不發(fā)生反擊的要求。
　　3.2變電站對(duì)雷電電磁波的防護(hù)
　　主要措施是在電源進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器或保護(hù)間隙，閥型避雷器的基本元件為火花間隙和非線性電阻。
　　3.3 變電站的進(jìn)線線路防雷
　　在輸電線路上安裝避雷線是線路防雷的主要措施，主要是通過限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度來實(shí)現(xiàn)。
　　3.4 變壓器的防雷
　　在靠近變壓器的地方安裝避雷器，防止從線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝設(shè)避雷器時(shí)，應(yīng)遵循“靠近變壓器，縮短連線的長(zhǎng)度，避雷器的接地線與變壓器的金屬外殼連接在一起”的原則。這樣，當(dāng)侵入波使避雷器動(dòng)作時(shí)，作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就等于避雷器的殘壓與接地電阻上的電壓降之和，降低了雷電對(duì)變壓器絕緣的損壞機(jī)率。
　　4 傳動(dòng)設(shè)備的防“晃電”措施
　　“晃電”是在電網(wǎng)因雷擊、短路、大型設(shè)備起動(dòng)等情況下引起的供電電源電壓大幅度下跌或電壓短時(shí)中斷又恢復(fù)正常，導(dǎo)致用電設(shè)備不能正常工作，是用電生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象。
　　傳動(dòng)設(shè)備的低壓電動(dòng)機(jī)多數(shù)都采用交流接觸器、變頻器或軟起動(dòng)器等方式進(jìn)行生產(chǎn)控制?！盎坞姟睍r(shí)交流接觸器會(huì)釋放，軟起動(dòng)器和變頻器會(huì)停機(jī)，因此在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中常常會(huì)因“晃電”而導(dǎo)致許多重要的低壓電動(dòng)機(jī)停機(jī)，同時(shí)導(dǎo)致大型機(jī)組連鎖停車，最終使連續(xù)性生產(chǎn)過程被迫中斷，整個(gè)生產(chǎn)裝置被迫緊急停車，從而給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，若處理不當(dāng)還將伴隨火災(zāi)、爆炸、人身傷亡等次生安全事故的發(fā)生。
　　為了保障企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，減少非計(jì)劃性停車，杜絕安全事故的發(fā)生，降低“晃電”給企業(yè)帶來的損失，在生產(chǎn)過程中經(jīng)過我們做了長(zhǎng)期、大量的實(shí)踐探索，積累了一定的實(shí)用型經(jīng)驗(yàn)，以供大家參考。
　　4.1 大型機(jī)組的防“晃電”措施
　　大型機(jī)組主機(jī)一般均為直流控制電源。根據(jù)工藝要求確定所需自啟動(dòng)的主要設(shè)備，由PT柜的延時(shí)跳閘功能就可實(shí)現(xiàn)。如供水系統(tǒng)、鍋爐風(fēng)機(jī)、煤氣爐風(fēng)機(jī)、空分等設(shè)備。
　　4.2 低壓電動(dòng)機(jī)的防“晃電”措施
　　低壓電動(dòng)機(jī)一般為交流控制電源，“晃電”時(shí)交流接觸器釋放，電動(dòng)機(jī)斷電。根據(jù)工藝要求及配電變壓器容量確定所需自啟動(dòng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)方法主要有以下幾種。
　?。?）安裝動(dòng)力UPS電源系統(tǒng)，適用于不能斷電的大型機(jī)組輔機(jī)。造價(jià)特高。
　　（2）用永磁式接觸器替代普通接觸器。相對(duì)于常規(guī)交流接觸器來說，永磁式接觸器價(jià)格較貴，而且性能差別太大。
　　（3）增加延時(shí)模塊。模塊價(jià)格也較貴。
　?。?）采用具有防“晃電”功能的電機(jī)綜合保護(hù)裝置，如KJB系列保護(hù)裝置，性價(jià)比較高，施工也簡(jiǎn)單。我公司普遍采用的是這種方式，取得了很好的效果。
　?。?）照明系統(tǒng)采用EPS系統(tǒng)和應(yīng)急燈。確保夜間發(fā)生事故時(shí)的安全。
　?。?）低壓軟起動(dòng)器控制的電機(jī)采用“綜保+旁路”直接啟動(dòng)。
　?。?）變頻器控制的電機(jī)選擇具有再啟動(dòng)功能的變頻器。
　　5 特殊環(huán)境的防雷措施
　　對(duì)于灌區(qū)、加油站、充裝棧臺(tái)、液化氣站等易燃易爆的特殊場(chǎng)所，在雷暴天氣時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行裝卸作業(yè)，嚴(yán)禁易燃易爆物質(zhì)泄漏。
　　企業(yè)防雷減災(zāi)工作是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，單靠一個(gè)專業(yè)或部門的工作是難以達(dá)到有效治理的目的，必須有設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、電氣、儀表、設(shè)備及工藝等各方面專業(yè)人員共同參與和努力，此項(xiàng)工作才能取得應(yīng)有的效果，企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的生