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[1]，從而對儀器儀表的外殼帶來較大破壞，會導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

正常情況下，雷電效應有兩種類型，其一是人們生活中常見的靜電感應。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[2]，由于靜電感應具有不穩(wěn)定性的特點，當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。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。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。這種靜電感應會使金屬管線上產(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，自動化設備和儀器儀表在油田中的廣泛應用，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)設備安裝較高，要為設備連接防雷保護箱，對雷電進行防護，防止出現(xiàn)雷電對設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，在對建筑物設計過程中，工作人員可以把建筑內(nèi)部的鋼筋設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備工作人員應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)臏蚀_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，但可以通過相關措施做好雷電防護工作，由于油田生產(chǎn)是一個復雜的過程，涉及到很多方面內(nèi)容，這就需要工作人員加強學習，使其掌握深厚的理論知識、熟練使用先進的設備，建立完善的防雷體系，根據(jù)國家相關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.