高性能離子接地極的應用

摘 要：應用現代高科技防雷產品，在中國石油慶陽石化公司300萬噸項目建設中，對全廠防雷防靜電接地網進行均衡泄流完善，全面解決了各裝置（單元）地網檢測數值相差較大、不均衡問題，消除雷擊相互反擊的隱患，提高了接地網可靠性，延長了接地網壽命，有效增強了雷擊災害的防御能力，為公司的安全生產提供了可靠保障。

關鍵詞：離子接地極；應用；分析

引言

慶陽石化公司300萬噸煉油裝置區地處高原空曠地帶，廠區內多煙囪、油罐、煉塔、高樓等設施，雷擊風險大，加之雷擊的災害不可預知性強，對于石化行業來說，存在巨大的危害。

在公司300萬噸項目防雷防靜電設計上，公司應用了避雷器、浪涌保護器、避雷網、避雷線、避雷帶、引下線、接地網、接地線常規防雷技術，并將防雷接地、防靜電接地和電氣設備接地共用同一接地裝置。在防雷裝置竣工檢測中，各裝置（單元）接地地網檢測數值相差較大（0.3-3.6歐姆），達不到全廠接地電阻不大于1歐姆的設計要求，為消除雷擊相互反擊的隱患、延長接地網壽命，決定對全廠現有接地系統進行加強設計，應用高科技材料對進行全廠防雷防靜電接地網完善，有效增強雷擊災害的防御能力。

1 雷擊隱患分析

公司地處被譽為“天下黃土第一塬”的董志塬，平均海拔1421米。從1995年以來被動收集到的雷擊資料來看，慶陽市區屬雷擊事故多發帶，僅2000年，慶陽市區就發生雷擊事故3起，9月20日的一次雷擊事故使市有線電視臺、人民銀行等多家單位和居民遭受不同程度的損失，直接經濟損失達38萬元。

由于公司各區域接地網之間接地電阻不均衡，當有雷電擊中某一設備或裝置時，電流將會沿著擊中點向地下瀉放，與之相連的接地系統將會沿各個接地線散流，接地電阻直接影響散流的效果，如果雷擊點電阻很低或較高，地電位將會被抬高，此時，與之相連接的電阻不均衡的連接處將會出現帶電打火，極易造成火災、爆炸、人身傷亡等重大事故，危及裝置安全。

因此，作為地處空曠地帶的石化企業，公司必須在防雷設計上應采取更為完善的防護措施。

2 高性能離子接地極的應用

根據國內目前的防雷科技的發展水平，通過篩選，選用四川中光防雷科技有限公司研制開發的ZGDG-16型高性能離子接地極。該接地極使用φ60冷拔鋼管，表面采用銅、鎳、鉻鍍層，內部充填特制的電解離子化合物，適用于各種有較高接地要求的場合。可用作建筑物防雷接地、防靜電接地、交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地以及其他目的的接地體。ZGDG-16型性能離子接地極符合Q/20184261-8·21-2006標準。

2.1 結構特征

接地極由筒、頂蓋、錐形頭、接線端子和高碳石墨管組成，見圖1。

（1）外形尺寸：1615mm×160mm×70mm。

（2）質量：15.5kg。

2.2 工作原理

高性能離子接地極由于采用高碳石墨化合物，極體外表采用鍍銅、鎳、鉻合金，保證了高導電性和耐腐蝕性，增長了使用壽命。極體內配有特制的電解離子化合物和高分子吸濕材料，經過吸濕潮解后，活性離子滲透接地極周圍土壤，改善散流條件，減小了接地電阻。特別是在土壤電阻率較高的環境中，配用ZGJZ1型特制的回填材料，效果更為明顯，能使雷電沖擊電流及故障電流更快擴散。

2.3 性能特點

（1）攜帶方便，施工快捷。

（2）耐雷電沖擊電流強。

（3）接地極的接地電阻受氣候季節影響小，比傳統接地極穩定。

（4）單根接地極的接地電阻估算值Rj≈0.16ρ。

2.4 產品參數

3 接地極安裝施工

3.1 施工方案

2010年9月，針對目前各單元內部接地系統全部完成，大部分接地裝置區路面已經硬化的實際情況，經過反復論證及方案優化，決定在罐區及重點裝置區域58套接地檢測井及罐區7套高桿燈旁邊加裝ZGDG-16型高性能離子接地極65套。并委托具備防雷工程專業設計、施工資質的防雷工程公司具體實施。

3.2 施工步驟和程序

（1）開挖、擴大原接地檢查井（井筒直徑為60cm），并在檢查井中心打孔，打孔為直徑15cm，深度比接地極的長度深50cm，接線端子應與水平連線槽基本一致，如圖2所示。

圖2 垂直埋設示意圖

（2）埋設坑按規定尺寸做好后，注意將接地極進液孔和滲透孔的螺釘（無標記）旋下，用紅色標記的固定螺釘勿拆，然后把接地極放入預定位置，垂直埋設。（3）旋下管蓋，向管中注入約500mml水，再將管蓋旋緊。（4）接地極頂端與地面間用土回填，適量灑水夯實。（5）用螺栓將接地極與本單元地網扁鋼進行連接，扁鋼延長焊接處進行焊渣清除，并涂上一層防腐漆，以防腐蝕。然后再用土回填夯實。（6）埋設完成后，測量工頻接地電阻。

4 應用效果

經防雷檢測機構檢測，全廠防雷防靜電接地網阻值為0.631Ω，達到了“接地裝置的接地電阻不大于1Ω”的設計要求。

實踐表明，高性能離子接地極應用效果良好，有效解決了各裝置（單元）地網檢測數值相差較大、不均衡問題，消除雷擊相互反擊的隱患，提高了接地網可靠性、延長了接地網壽命，有效增強了雷擊災害的防御能力，為慶陽石化公司的安全生產提供了可靠保障。