雷電對石油化工企業(yè)的危害及防雷保護措施

摘要：本文結合石油化工企業(yè)的生產(chǎn)和環(huán)境特點，重點分析了雷電對石油化工企業(yè)的危害，并給出了相關的防雷保護措施，僅供相關部門進行參考借鑒。

關鍵詞：雷電 ?石油化工企業(yè) ? 危害 ?防雷措施

引言

石油化工企業(yè)是發(fā)展各個行業(yè)的基礎，也是發(fā)展工業(yè)的動脈。石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程大都處于高溫高壓的環(huán)境中，再加上生產(chǎn)原料的易燃易爆特征，生產(chǎn)中很容易有易燃氣體、粉塵出現(xiàn)，進而形成爆炸性氣體（粉塵）環(huán)境，遭受雷擊的概率較大。若石油化工企業(yè)不能及時控制雷電危害，其造成的損失將難以估量，輕則會導致停工停產(chǎn)、設備受損，出現(xiàn)經(jīng)濟損失;重則會導致人員傷亡。因此，做好石油化工企業(yè)的防雷保護刻不容緩。

1、石油化工企業(yè)的生產(chǎn)和環(huán)境特點

1.1金屬生產(chǎn)裝置

對于石油化工企業(yè)來說，其在生產(chǎn)過程中使用的電纜、儀表、框架、儲存罐、反應塔等設備大都是金屬材質(zhì)。換句話說，石油化工生產(chǎn)中的相關設備都是導電體組成的。

1.2原料易燃易爆、設施高溫高壓

在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，所選用的石油化工原料、半成品、成品及各種輔助材料大都屬于易燃易爆物體，威脅著人類生命財產(chǎn)安全，同時還會造成環(huán)境惡化;而相關的生產(chǎn)設施，如罐容器、加熱爐、空壓機泵房等在生產(chǎn)過程中大都處于高溫高濕的環(huán)境中。

1.3 生產(chǎn)過程連續(xù)性

對于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)來說，它是一個連續(xù)生產(chǎn)的過程，一旦開始投料，將會一直重復這個動作，各個生產(chǎn)工序之間密切相連，若是某個工序或設備出現(xiàn)故障問題，均會對整體生產(chǎn)造成影響。

1.4廣泛應用電子設施

當前，電子產(chǎn)品（DCS、UPS、PLC）在石油化工企業(yè)和生產(chǎn)中得到了廣泛應用，體現(xiàn)出了該行業(yè)的自動化特征。由于對電子產(chǎn)品的使用較為廣泛，對人工勞動力的依賴程度不斷下降，工藝的可控性特征突出。因大量的集成電路出現(xiàn)在電子設備中，再加上自身對靜電壓承受力低，對其的防雷要求更高。

2、雷電對石油化工企業(yè)的危害

2.1直擊雷

建（構）筑物、大地、其他物體或者是外部防雷裝置直接被雷電擊中而產(chǎn)生的熱效應、電效應和機械力。在直擊雷出現(xiàn)的過程中，很容易造成人員傷亡、建筑物和外部設備受損等現(xiàn)象。另外，閃電通道的高溫還會將四周的易燃物點燃，嚴重的情況下會引發(fā)爆炸，威脅著人們生命財產(chǎn)安全。由于石油化工企業(yè)屬于易燃易爆場所，雷電對其的危害更大，特別是對罐區(qū)、裝卸站設備、戶外生產(chǎn)裝置區(qū)等所在建筑物或設備的危害更加明顯。針對這些區(qū)域需將雷擊點在安全空間進行控制，若接閃器選用的是金屬罐體或金屬裝置本身，需根據(jù)防雷規(guī)范的相關要求進行;若是不能滿足防雷規(guī)范，需要工作人員將接閃器保護工作做好。

2.2閃電感應

實際上，電磁感應和靜電感應均屬于閃電感應，前者是在極短的時間內(nèi)，雷電流先上升后下降的過程，其變化幅度極大，電磁感應電壓會造成導體過熱或者是環(huán)路不同引發(fā)火花放電或者是距離較近的金屬物間反擊而出現(xiàn)火花放電，甚至是引發(fā)爆炸事故。后者則是因靜電荷出現(xiàn)在雷雨云底部，若某一地域出現(xiàn)雷云，因靜電場的影響，該地域內(nèi)的金屬導體將會感應出與雷雨云底部電荷相反的電荷。在雷云放電時，其底部的電荷將會有一部分被中和，此時將會有高電位出現(xiàn)，很容易將金屬間的空氣間隙擊穿，進而對附近金屬物放電，從而引發(fā)火災或爆炸事故。閃電感應對石油化工企業(yè)危害的主要表現(xiàn)形式是危害危險場所。若是靜電感應，受到靜電的影響，管道將會感應出大量的電荷，一旦管道沒有進行接地操作或接地電阻值過大或者是連接管道處的過渡電阻值偏大，將會阻礙靜電卸放進入大地，很容易對距離較近的物體進行放電，進而引發(fā)嚴重后果。若是相鄰管道間有過大的環(huán)路面積，而在管道間感應出巨大的電壓值，該電壓很容易將管道擊穿，若是可燃氣體或者液體出現(xiàn)在管道內(nèi)，其造成的危害不言而喻。

2.3雷擊電磁脈沖

人們將雷擊電磁脈沖又稱之為雷電感應，在雷云放電的過程中，雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁感應和靜電感應現(xiàn)象。實際上，石油化工企業(yè)受雷擊電磁脈沖的危害較大。主要表現(xiàn)在對企業(yè)內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)等產(chǎn)生影響。另外，雷擊電磁脈沖還會引發(fā)過電壓、過電流，進而產(chǎn)生系統(tǒng)誤動作或永久性損壞，不利于石油化工企業(yè)生產(chǎn)工作的順利開展，經(jīng)濟損失嚴重。

2.4雷電波侵入

實際上，可以將雷電波看做是高電壓脈沖波，是雷電擊中管道線路或者是雷電感應管道線路而引發(fā)的。因石油化工企業(yè)廠區(qū)分布有很多管道、電纜橋架等，再加上進入室內(nèi)都是架空敷設，一旦這些管道線路被閃電擊中或者是感應到過電壓，將會沿著管道線路侵入到建筑物內(nèi)部，連接管線的設備很容易遭受損毀;若是工作人員直接接觸這些管線，也極易造成觸電身亡。

3、石油化工企業(yè)防雷措施

3.1接閃

在石油化工企業(yè)建筑物旁邊或頂部安裝避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、金屬塔架、建筑金屬桿等，避免直擊雷對建筑（構）物產(chǎn)生破壞。應根據(jù)石油化工企業(yè)戶外生產(chǎn)裝置的材質(zhì)，內(nèi)部物料性質(zhì)、壓力、溫度等進行綜合分析，若是生產(chǎn)裝置自身存在防雷能力，可直接作為接閃器使用;若內(nèi)部是易燃物或者灌頂為金屬材質(zhì)，且鐵板、銅板、鋁板厚度分別超過4mm、5mm、7mm，可以直接選用這些金屬材質(zhì)作為接閃器，不需另設接閃器。對于火炬、氫壓機廠房等也要做好接閃器的安裝。

3.2均壓（等電位連接）

通過電氣連接的方式將建筑物內(nèi)及其附近所有金屬物連接起來，保證其的雷電感應電勢均衡，避免出現(xiàn)反擊火花，確保人們生命和相關設備安全。在石油化工企業(yè)爆炸危險區(qū)域內(nèi)不應存在孤獨的金屬導體;應嚴格按照防雷設計的規(guī)范要求：若是彎頭、閥門、法蘭盤等連接處的國度電阻值在0.03Ω以上，需要做好連接處的跨接工作;若是連接法蘭盤的螺栓超過5根，在非腐蝕環(huán)境中可不進行跨接，反之亦然。由此不難看出，在石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置爆炸危險區(qū)內(nèi)需高度重視起均壓等電位連接。

3.3電涌保護器

將建筑物內(nèi)所有設備的連線的進線端、設備附近、防雷區(qū)界面處做好電涌保護器的安裝，以確保導線或電子設備產(chǎn)生過電壓的瞬間，在等電位系統(tǒng)中接入設備和電路，將雷擊產(chǎn)生的瞬間過電壓降到最低。電涌保護器的連接方式較多，其中在石油化工企業(yè)最常用的連接方式則是將電涌保護器設置在保護線和中性線之間或者是直接設置在三根相線之間，這兩種連接方式可以保證中性線等帶電導體與大地間共模電壓，但是針對防護相線和相線與中性線間的差模電壓則不能進行很好的防護。為保證石油化工企業(yè)安全，需選擇多級電涌保護器進行防雷，并將電涌保護器分別安裝在不同防雷分區(qū)的交界處。另外，LPZ0 與 LPZ1 區(qū)的交界處則包含有主配電箱和未在接閃桿保護范圍內(nèi)的頂樓配電箱，需將電涌保護器分別安裝在這兩處。

結論：

綜上所述，因石油化工企業(yè)具有易燃易爆特征，自身較為特殊，很容易遭受雷擊，并引發(fā)爆炸危險。相關部門應對石油化工企業(yè)的安全管理和防雷技術加大研究開發(fā)力度，提升雷電防護的規(guī)范化和科學化特征，最大限度的降低雷電對石油化工企業(yè)的危害。

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作者簡介：曾健（1975-）男，漢族，四川省蓬溪縣人，本科學歷，工程師，從事氣象與防雷工作。