化工企業(yè)防雷技術(shù)研究

陳冠宇

(廣安市氣象局，四川 廣安 638000)

1 現(xiàn)代防雷的技術(shù)特點(diǎn)

在雷電監(jiān)測預(yù)警方面，基于無線通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及移動應(yīng)用技術(shù)，研制無線傳輸蜂窩布局雷電預(yù)警系統(tǒng)，有效地解決了傳統(tǒng)雷電預(yù)警系統(tǒng)造價(jià)高，精度低的問題，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)測雷云運(yùn)動軌跡計(jì)算功能，有效地提高企業(yè)雷電安全管理水平。在輸電線路防護(hù)領(lǐng)域，開發(fā)了特色防雷技術(shù)及裝備，包括多電壓等級過電壓防護(hù)技術(shù)、架空線電纜線路防雷技術(shù)、線路繞擊防治技術(shù)、石化企業(yè)線路污穢治理技術(shù)、滅弧防雷間隙裝置、輸電線路防繞擊裝置、新型抗污穢涂料。在大型浮頂儲罐領(lǐng)域開發(fā)了成套防雷技術(shù)，從根本上消除了大型浮頂儲罐的雷擊火花放電隱患。在雷雨季節(jié)，雷擊的危險(xiǎn)性大，這就需要化工企業(yè)加強(qiáng)防雷接地管理，不斷完善防雷接地設(shè)施。為確保建筑物與各類電子設(shè)備防雷接地裝置的安全可靠，車間在日常的巡檢工作中由巡檢工對接地裝置的連接點(diǎn)有無松動、金屬有無銹蝕等情況進(jìn)行檢查，廠部在每年春季雷雨季節(jié)來臨前，扎實(shí)組織防雷防靜電隱患排查工作，并且每半年聯(lián)系檢測公司對接地裝置進(jìn)行安全監(jiān)測、檢測技術(shù)人員嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)，對檢測的防雷設(shè)施電阻值進(jìn)行測量，并對不符合標(biāo)準(zhǔn)的接地裝置進(jìn)行整治。通過檢測，在有效防止雷電給人員及設(shè)備造成傷害的同時(shí)，還獲得了廠區(qū)內(nèi)防雷接地裝置的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為日后設(shè)備設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

2 化工企業(yè)外部防雷技術(shù)

2.1 接閃器

化工企業(yè)的接閃器通常包括獨(dú)立避雷針、網(wǎng)、架空線等直擊雷防護(hù)部分。如果單獨(dú)的避雷裝置對高度有很高的要求，尤其是避雷針保護(hù)范圍有限，要達(dá)到保護(hù)效果需設(shè)立更多或更高的避雷針，則成本會相對較高。另外，避雷線一般用于保護(hù)高空線路且不便設(shè)立，所以一般運(yùn)用比較少；可以將接閃器裝置安裝在建筑物上方最為方便。在防雷網(wǎng)(帶)布設(shè)的過程中，應(yīng)注意要采取圓鋼或扁鋼材料作為避雷帶(網(wǎng))的材料，并且需要沿著建筑屋檐、屋檐角、屋脊等位置進(jìn)行布設(shè)，因?yàn)檫@些地方特別容易遭受雷擊，這樣布設(shè)可以使整個(gè)屋面形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接閃的目的。化工企業(yè)建筑物頂部最好采用明設(shè)避雷帶的方式，一是避免暗敷過深，二是避免雷擊引起碎裂的混凝土對人員造成傷害。

2.2 引下線

化工企業(yè)建筑物的引下線一般涉及2種方法：一是明裝引下線，并且使用的材料通常為圓形鋼或扁鋼。必須沿著建筑物的外墻鋪設(shè)，同時(shí)需要按照最短路徑進(jìn)行接地操作。二是直接使用建筑金屬部件作為引下線。例如，經(jīng)過一系列焊接和黏合后，混凝土柱中的4個(gè)φ≥10或2個(gè)φ≥16的鋼筋被用作引下線。這種類型的引下線需要確保上下暢通，同時(shí)需要在上端與屋頂?shù)姆览拙W(wǎng)絡(luò)之間建立有效的連接，下端應(yīng)和接地網(wǎng)絡(luò)連接以形成電氣通路。對于建筑物防雷，通常使用第二類引下線。

2.3 接地裝置

對于化工企業(yè)建筑物防雷裝置，人工接地體是使用定型鋼材一般敷設(shè)于混凝土中，埋深大于0.7m。應(yīng)確保化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)的所有接地體互通，確保輸卸電流作用。如果接地電阻值超過相關(guān)接地電阻要求，一般可以適當(dāng)增加接地體或者使用降阻劑。根據(jù)建筑物相關(guān)的防雷標(biāo)準(zhǔn)，接地裝置一般小于10.0Ω，保護(hù)易燃物或電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)小于4.0Ω。

3 化工企業(yè)內(nèi)部防雷技術(shù)

3.1 大型金屬儲罐防雷技術(shù)

通常情況下，化工企業(yè)對大型金屬儲罐的防爆要求較高，因此在防雷方面也更加嚴(yán)格。在此階段，大型金屬儲罐的防雷一般要求做到下述幾個(gè)方面：

(1)大型金屬儲罐油罐頂板大于4mm，可直接作為接閃器，反之應(yīng)安裝接閃器，根據(jù)油罐的滾球半徑確立接閃器高度和規(guī)格。

(2)確立大型金屬儲罐的接地點(diǎn)應(yīng)均勻分布且不少于3處，沿罐壁圓周的距離宜≤16m。連接大型金屬儲罐和儲罐區(qū)接地裝置的接地線需要采取防腐處理的鋼材，要求尺寸大于25mm×4mm。接地線焊接面積大于鋼材寬度2倍。

(3)在距離地面30～100cm的地方裝設(shè)斷接卡子，同時(shí)可以連接靜電釋放裝置共同接地。

(4)在相應(yīng)的受保護(hù)設(shè)備位置，安裝與設(shè)備的耐壓水平相吻合的電涌保護(hù)器(SPD)。

(5)接地極應(yīng)選擇防腐材料，地網(wǎng)共同連接，形成大地網(wǎng)，留出地網(wǎng)測試極，以便后續(xù)檢測地網(wǎng)情況。

3.2 電子信息系統(tǒng)防雷

化工企業(yè)內(nèi)部一般配備了大量電子設(shè)備和儀器控制系統(tǒng)。一旦它們受到雷電電磁脈沖的攻擊，將導(dǎo)致電源系統(tǒng)中斷，通信故障抑或自動控制系統(tǒng)失控等故障問題，所造成的損害十分嚴(yán)重。因此，有必要做好化工企業(yè)電子信息系統(tǒng)的防雷工作。電子信息系統(tǒng)的雷電防護(hù)技術(shù)涉及防直擊雷、接地分流、等電位聯(lián)結(jié)以及浪涌保護(hù)器等各類措施。只有科學(xué)使用這些技術(shù)方法，才可以獲取理想的防雷效果。

(1)防直擊雷。化工企業(yè)電子設(shè)備儀器控制系統(tǒng)作為被保護(hù)的核心，應(yīng)處于LPZ1區(qū)域?；て髽I(yè)精密的電子系統(tǒng)應(yīng)遠(yuǎn)離引下線。

(2)等電位連接。雷電擊中電子信息系統(tǒng)之后，釋放雷電流的通道上的電勢將瞬時(shí)升高，瞬時(shí)電勢差將在通道周圍的金屬物體上形成。一旦該電勢差超過設(shè)備的絕緣所承受的強(qiáng)度，將導(dǎo)致其被閃電擊穿，這將導(dǎo)致儀器和其它設(shè)備遭受一定的損壞。為了能夠較好地避免此類風(fēng)險(xiǎn)，有必要將電子系統(tǒng)設(shè)備外殼與其它設(shè)施、設(shè)備外殼共同連接達(dá)到等電勢。

(3)接地。當(dāng)前，化工企業(yè)電子信息系統(tǒng)機(jī)殼接入地網(wǎng)，可以有效隔離電子信息系統(tǒng)受到的電磁干擾和電子設(shè)備共模干擾，既能防止雷擊引起的感應(yīng)電流，又能釋放機(jī)殼泄露的工作電流和靜電。

(4)浪涌保護(hù)器(SPD)。一般而言，使用浪涌保護(hù)器(SPD)的作用是防止雷擊引起的電壓過大與系統(tǒng)操作引起電壓過大對儀器的損害。在通信系統(tǒng)、低壓電力系統(tǒng)、信號網(wǎng)絡(luò)上布設(shè)SPD，能夠較好地防止過電壓所形成的損壞。選擇以及布局時(shí)應(yīng)該采取多級SPD的保護(hù)形式，從而避免化工企業(yè)電子設(shè)備被雷電襲擊，同時(shí)浪涌保護(hù)器的漏電流指標(biāo)在線路允許的范圍內(nèi)越穩(wěn)定越好。