探究如何做好新時期油田儀器儀表的雷電防護工作

沈晨

(大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心，黑龍江大慶，163000)

1 雷電對油田儀器儀表的危害形式

1.1 直擊雷

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，油田儀器儀表中出現(xiàn)的故障大多都是由電壓的瞬變和浪涌造成的，其中雷電是主要形式，會對油田儀器儀表帶來巨大破壞，不但會對油田正常工作帶來一定影響，還會給工作人員的生命安全帶來一定程度上的隱患。因此，相關(guān)部門要加強對油田儀器儀表的雷電防護工作的重視，把其列為重要一項工作內(nèi)容。當(dāng)雷電擊中油田儀器儀表會產(chǎn)生較大的熱量，所產(chǎn)生的熱量會與儀器儀表發(fā)生機械反應(yīng)[1]，從而對儀器儀表的外殼帶來較大破壞，會導(dǎo)致傳輸線和傳感器損害，進而使信號發(fā)生中斷，影響儀器儀表的正常使用。

1.2 雷電感應(yīng)

正常情況下，雷電效應(yīng)有兩種類型，其一是人們生活中常見的靜電感應(yīng)。由于雷電在產(chǎn)生期間，產(chǎn)生的時間較快，使得雷電消失時，大地中的電荷也會跟著雷電一起消失，但導(dǎo)電體上的電荷還處于流通狀態(tài)，會對地面產(chǎn)生較大的壓力。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是高壓電線和各類信號傳輸線共同作用所產(chǎn)生的靜電感應(yīng)[2]，由于靜電感應(yīng)具有不穩(wěn)定性的特點，當(dāng)電流進入儀器儀表中，會對儀器儀表產(chǎn)生一定程度上的破壞。其二，電磁感應(yīng)。在雷電過程中還會產(chǎn)生交變電磁場，這種電磁場作用于金屬物體表面會產(chǎn)生較大的熱量，但對金屬表面有一定的要求，必須是閉合回路才能發(fā)生電磁感應(yīng)。油田中的儀器儀表大多都是電子構(gòu)件，容易燃燒，在發(fā)生雷電時會產(chǎn)生較大的熱量，嚴(yán)重情況會使儀器儀表不能進行正常工作，影響儀器儀表的正常使用。

1.3 雷電波入侵

雷電在釋放過程中會對高壓線路和金屬管線造成強烈沖擊，這種沖擊可能會進入到管線內(nèi)部或者儀器儀表中[3]，雷電深入到內(nèi)部的途徑主要有：其一，高強度的雷電直接沖擊電線或者線路，由于雷電在瞬間會產(chǎn)生較大的強度，并且傳播速度較快，會對管線造成脈沖式的高電壓入侵。其二，摩擦產(chǎn)生的靜電感應(yīng)。這種靜電感應(yīng)會使金屬管線上產(chǎn)生較大的脈沖波，脈沖波會沿著管線進入到儀器儀表中，從而對儀器儀表造成一定程度上的損壞。其三，出現(xiàn)雷雨天氣時，雷電擊中建筑物會使建筑物頂部的引下線產(chǎn)生高壓脈沖波，對管線內(nèi)的信號造成干擾，從而對油田的儀器儀表造成損害，影響儀器儀表正常使用。

1.4 雷擊電磁脈沖

電磁脈沖主要是對設(shè)備和儀器儀表中的信號造成一定程度上的干擾，影響信號正常傳輸。伴隨信息技術(shù)不斷發(fā)展，自動化設(shè)備和儀器儀表在油田中的廣泛應(yīng)用，一旦發(fā)生雷擊電磁脈沖，會影響儀器儀表的正常使用，影響油田的正常工作，會給油田企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失。

2 對油田儀器儀表的雷電防護措施

2.1 外部雷電防護措施

相關(guān)部門采取一定的措施做好雷電防護工作，即使發(fā)生雷電時，盡量把損失降到最低。首先，外部雷電防護措施。雷電的外部防護措施主要是在物體表面形成保護，保護措施有：接閃、均壓和引流。這些保護措施的主要目的是對暴露在外面的設(shè)備和儀器儀表進行有效保護，防止受到外界環(huán)境因素的侵害，影響設(shè)備和儀器儀表的使用效果。原理是通過合理的布線和安裝接上設(shè)備把雷電所產(chǎn)生的熱量引到大地中，減少對儀器儀表所產(chǎn)生的熱量，進而對儀器儀表起到保護作用。工作人員在對儀器連接過程中，可以根據(jù)建筑物表面儀器儀表的實際情況進行有效連接，工作人員還要定期對儀器儀表進行檢查和維護，在檢查過程中發(fā)現(xiàn)儀器儀表存在異常情況，要及時進行維修，確保儀器儀表正常工作。工作人員在對儀器安裝過程中，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備安裝較高，要為設(shè)備連接防雷保護箱，對雷電進行防護，防止出現(xiàn)雷電對設(shè)備和儀器儀表的損壞，一般情況下，在建筑物頂端都會安裝避雷針對儀器儀表進行保護。

2.2 內(nèi)部防護措施

內(nèi)部防護主要是指室內(nèi)的儀器儀表和所供電的線路，由于雷電不能直接進入到室內(nèi)的儀器儀表，因此，在對室內(nèi)雷電防護時主要采用屏蔽和分流的方法對其進行有效防護。在室內(nèi)控制系統(tǒng)中的儀器儀表大多都是由電子元件所組成，這些電子元件是儀器儀表的關(guān)鍵部分，但這些電子元件較為脆弱，容易受到雷電的影響，所以，工作人員對儀器儀表做好雷電防護工作是非常重要的。在對防雷裝置設(shè)計過程中，工作人員不僅要對儀器儀表的表面進行防護，通過增加防雷環(huán)減少雷電對儀器儀表的損壞，工作人員還要根據(jù)建筑物實際情況采取有效的防護措施，減少雷電對儀器儀表的影響。比如，在對建筑物設(shè)計過程中，工作人員可以把建筑內(nèi)部的鋼筋設(shè)計成一個有屏蔽作用的架構(gòu)，把屏蔽架構(gòu)和接地環(huán)進行有效連接，從而形成一個屏蔽系統(tǒng)，防止雷雨天氣對儀器儀表的影響。對于那些暴露在表面的儀器儀表和設(shè)備工作人員應(yīng)該對其增加保護箱和金屬防護籠，把防護箱和防護籠與周圍的雷電防護系統(tǒng)相結(jié)合，最大范圍內(nèi)增加建筑物的防雷效果，提高儀器儀表的保護性。

在雷電防護工作中，工作人員只對儀器儀表和設(shè)備的防護是不夠的，工作人員還要對電源和電路進行有效防護，在對信號和電源防護時，工作人員可以采用雙層金屬和屏蔽層的電纜進行有效保護。在對其設(shè)計時，工作人員要把外層的屏蔽電纜進行多點接地、內(nèi)層的屏蔽電纜進行單點接地的方法，從而確保電源的安全性，提高信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，進而提高儀器儀表的工作效率。

3 結(jié)語

工作人員不能避免雷電的產(chǎn)生，但可以通過相關(guān)措施做好雷電防護工作，由于油田生產(chǎn)是一個復(fù)雜的過程，涉及到很多方面內(nèi)容，這就需要工作人員加強學(xué)習(xí)，使其掌握深厚的理論知識、熟練使用先進的設(shè)備，建立完善的防雷體系，根據(jù)國家相關(guān)要求做好油田儀器儀表的雷電防護工作，進而促進我國油田事業(yè)持續(xù)發(fā)展。

[1]肖桂丹.淺談如何做好新時期油田儀器儀表的雷電防護工作[J].化學(xué)工程與裝備,2017,(04):206-207+234.

[2]趙洋.新時期如何做好油田儀器儀表雷電防護工作[J].化工管理,2015,(12):34.

[3]韓旭生.做好油田儀器儀表雷電防護工作[J].科技與企業(yè),2013,(16):293.