關(guān)于輸油站場(chǎng)雷電與靜電防護(hù)措施研究

趙彥

摘要：通常輸油站場(chǎng)雷電與靜電防護(hù)是極其重要的部分，因?yàn)槠鋾?huì)影響到輸油站場(chǎng)的安全與穩(wěn)定，所以必須做好防護(hù)措施。但由于輸油站場(chǎng)雷電與靜電防護(hù)工作極為復(fù)雜，涉及到許多的內(nèi)容，主要為：直擊雷防護(hù)、電涌防護(hù)等等，所以必須先運(yùn)用雷電與靜電防護(hù)理論，然后模擬出雷電流等效電路，得到可靠的結(jié)果，并加以評(píng)價(jià)，最后找出有效的防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：輸油站場(chǎng);雷電;靜電;防護(hù)措施

因?yàn)檩斢蛨?chǎng)站非常容易發(fā)生爆炸，只要雷電與靜電形成明火，就會(huì)引發(fā)輸油站場(chǎng)發(fā)生爆炸，所以為了有效避免輸油站場(chǎng)發(fā)生爆炸，就必須采取良好的雷電與靜電防護(hù)措施，尤其是弱電設(shè)備的防護(hù)，因?yàn)檩斢驼緢?chǎng)的設(shè)備越來越自動(dòng)化，大部分設(shè)備都運(yùn)用的是弱電設(shè)備。同時(shí)還要對(duì)雷電與靜電防護(hù)情況展開檢查，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決，充分降低雷電與靜電所引發(fā)的嚴(yán)重后果。為找到有效的防護(hù)措施，本文便以某輸油站場(chǎng)為例，展開了深入的探究。

一、輸油站場(chǎng)概況

該輸油站場(chǎng)的設(shè)備自動(dòng)化水平很大，輸油場(chǎng)站共四座。其中，干線管道為377 km、壓力為10MPa左右、管徑為500mm，支線管道的壓力與管徑都比干線小。此輸油站場(chǎng)位于黃土高原地段，其管道跨度非常長(zhǎng)，為保證輸油站場(chǎng)的安全，在站場(chǎng)中安裝了許多設(shè)備，主要包括：報(bào)警器、溫度傳感器、壓力傳感器和電動(dòng)閥控制單元等等，但這些設(shè)備非常容易引發(fā)雷電與靜電，從而損傷設(shè)備，引起嚴(yán)重的事故。為解決上述問題，便對(duì)該輸油站場(chǎng)雷電與靜電問題進(jìn)行了全面的分析，發(fā)現(xiàn)了如下的問題：1.初期事故發(fā)生率比正常運(yùn)行時(shí)要高，并且直擊雷防護(hù)設(shè)備和接地網(wǎng)事故率較大。2.電氣設(shè)備和金屬穿線管接地位置問題較大。3.隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，故障率越來越少，但每次發(fā)生故障的位置都不一樣。

二、導(dǎo)致輸油站場(chǎng)雷電與靜電事故發(fā)生的主要原因

因?yàn)檩斢驼緢?chǎng)的管道非常多，路線又非常長(zhǎng)，其中帶有很多金屬設(shè)備，而輸油場(chǎng)站一般會(huì)處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，所以非常容易被雷擊中，而且輸油站場(chǎng)的介質(zhì)都是易燃易爆的，一旦出現(xiàn)火花便會(huì)引起火災(zāi)或者爆炸。輸油站場(chǎng)的生產(chǎn)區(qū)大多數(shù)都屬于易爆區(qū)，只要出現(xiàn)雷電與靜電情況，就極有可能發(fā)生火災(zāi)或者爆炸事故，不僅會(huì)損壞輸油站場(chǎng)的設(shè)備，而且還會(huì)使其發(fā)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以必須特別注意。同時(shí)站場(chǎng)的自動(dòng)化設(shè)備越來越多，一旦設(shè)備被雷擊中就會(huì)導(dǎo)致電氣線路的金屬導(dǎo)體電壓過大，從而損傷設(shè)備;管道的介質(zhì)流速很快、壓力很大，這樣介質(zhì)和管壁就會(huì)形成靜電，從而損傷設(shè)備。

三、輸油站場(chǎng)雷電與靜電防護(hù)的有效措施

（一）直擊雷防護(hù)

對(duì)于站場(chǎng)的辦公區(qū)域來說，可通過直擊雷防護(hù)進(jìn)行保護(hù)，常用的防護(hù)設(shè)備就是接閃帶，其材質(zhì)為圓鋼，直徑一般在10-12mm之間，圓鋼焊接采用的是搭接焊，該焊接形式有特殊的要求，即雙面焊接的時(shí)候，搭接的長(zhǎng)應(yīng)為圓鋼直徑的6倍;單面施焊的時(shí)候，搭接的長(zhǎng)應(yīng)為圓鋼直徑的12倍，并且焊接面要和地面相垂直，以免焊接處積水腐蝕，同時(shí)接閃帶的拐彎處要為圓弧狀。對(duì)于金屬煙囪、天線以及通風(fēng)管等部分來說，應(yīng)使其與接閃帶的距離最短，這樣能夠有效接住雷電的沖擊，最好使用4mm×40mm的扁鋼。如果金屬物無法承接電流的時(shí)候，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置接閃桿，并把它們和接地設(shè)備相連接，以達(dá)到泄流作用。對(duì)于高桿燈、放空管、油罐頂防護(hù)欄等頂端來說，因?yàn)槠漤敹吮诙即笥?mm，能夠承接雷擊，不會(huì)擊穿，所以只用接地泄流即可。

（二）電磁感應(yīng)防護(hù)

如果接閃器接閃以后，電氣線路就會(huì)立即形成瞬間感應(yīng)電流，然后向兩端傳播，進(jìn)而損傷電子設(shè)備。為解決上述問題便采取了兩個(gè)措施，首先，屏蔽與接地措施。此措施是把輸油站場(chǎng)的電氣線路安裝金屬穿線管，以顯著降低感應(yīng)過電壓。其次，等電位連接及接地。此措施是把輸油站場(chǎng)的電氣傳感設(shè)備和站控室設(shè)備運(yùn)用通信電纜相連，不過要是傳感設(shè)備的連接不佳，就會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電流進(jìn)入站控室，進(jìn)而損壞設(shè)備，所以應(yīng)把傳感器接地點(diǎn)和穿線管、電纜鎧裝層以及接地排等部分相連，這樣既使電氣接地，又使金屬穿線管和鎧裝層起到了屏蔽功能。

（三）設(shè)置電涌保護(hù)器

即使采用了直擊雷與電磁感應(yīng)防護(hù)措施，雷電還是有可能進(jìn)入電源及弱電系統(tǒng)中，所以必須在設(shè)備上安裝電涌防護(hù)設(shè)備，該設(shè)備的功能主要為：防止瞬間過電壓及分泄電涌電流，能夠有效保護(hù)設(shè)備，不過需要注意設(shè)備的選型與安裝。

（四）采用接地裝置

接地裝置屬于過電流的泄流部分，其應(yīng)和輸油站場(chǎng)呈垂直及水平的連接形式，常用的垂直接地材料有銅包鋼和鋅包鋼，因?yàn)樗鼈兊哪透约皩?dǎo)電性很強(qiáng)，接地時(shí)要求距離為其長(zhǎng)度的兩倍，埋深為0.5m，埋于濕度不發(fā)生變化的土里，并且做好防腐工作。在泄流的過程中，還可能給工作人員帶來影響，所以接地設(shè)備不可設(shè)置于建筑物入口處及人行道等部位，并且水平距離要大于3m。

（五）運(yùn)用等電位連接

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)輸油站場(chǎng)等電位連接故障較多，約占90%左右，所以運(yùn)用等電位連接非常的重要，可顯著降低故障。雖然設(shè)備接地都很好，但是受接地線路阻抗影響，同等雷電流時(shí)設(shè)備也會(huì)發(fā)生不等的電位，就會(huì)導(dǎo)致線路擊穿。通常等電位連接極其的復(fù)雜，需要運(yùn)用金屬材質(zhì)進(jìn)行連接，以使電氣在連通的時(shí)候，設(shè)備之間的電位差是零，這樣就不會(huì)形成火花。對(duì)于儲(chǔ)罐內(nèi)來說，浮船和罐壁等電位連接極其的關(guān)鍵，一旦浮船沒有連接罐壁或連接不良，則罐壁的電壓就會(huì)擊穿其和浮船之間的縫隙，從而產(chǎn)生火花，所以浮船和罐壁等電位連接既要防雷電，又要防靜電，具體可使用25mm2的銅芯軟絞線相連，連接點(diǎn)需2兩處以上，對(duì)稱設(shè)計(jì)，并做好維護(hù)工作。對(duì)于儲(chǔ)罐外來說，閥門及法蘭盤的螺栓在5根以下的，應(yīng)運(yùn)用金屬導(dǎo)體展開等電位連接。

（六）使用靜電泄放設(shè)備

對(duì)于人體靜電防護(hù)來說，可采用觸摸接地金屬部件展開泄放，因此在生產(chǎn)的入口應(yīng)設(shè)置人體靜電泄放設(shè)備，并且電阻要低于100 Ω。對(duì)于裝卸區(qū)靜電防護(hù)來說，可采用靜電泄放夾展開泄放。不過只設(shè)置靜電泄放設(shè)備的話，其會(huì)和基礎(chǔ)地網(wǎng)出現(xiàn)電阻差距，進(jìn)而導(dǎo)致車輛與輸油管道出現(xiàn)電位差，最終形成靜電火花，所以應(yīng)把靜電夾連接端連接于管道法蘭與閥門的螺栓上，然后和裝卸車輛連接，這樣它們的電位就會(huì)相同，起到防護(hù)作用。

四、總結(jié)

通過上述內(nèi)容可知，輸油站場(chǎng)雷電與靜電防護(hù)非常的重要，只有采用良好的防護(hù)措施才能保證輸油站場(chǎng)的運(yùn)行安全及穩(wěn)定。經(jīng)過深入探究，找出了良好的防護(hù)措施，主要為：直擊雷防護(hù)、感應(yīng)雷防護(hù)及靜電防護(hù)。不過雷電與靜電的形式極為復(fù)雜，需要深入研究，才能良好防護(hù)。

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