石油化工工程中常見雷擊危害防治措施

楊 光

［江蘇省泰州市中海油氣（泰州）石化有限公司，江蘇泰州 225300］

對石油化工行業實施防雷防靜電工作相當重要，主要是因為在石油化工廠內存儲了各種危險化學品，當遇到明火或者電時，極其容易發生燃爆現象。雷擊是一種自然災害，人們無法從根本上消除這個危害，如果石油化工工程遭受了雷擊，期間就會產生一些火花，這些火花會引起一些電的產生，就會發生一些無法想象的災害。

1 雷電的定義以及分類

雷擊其實就是天空中的一層云層和另一層云層或者地面，由于地面電荷的特性，所造成瞬間的強放電。在具體放電的整個過程中，一般都會伴隨著明亮奪目的火花和震耳欲聾的聲響。被雷擊的方式有很多種，對房屋建筑物產生危害。一是點狀云層在地面某一點產生強烈放電。這種稱為直擊雷，還有一種是磁感應雷。整個過程的關鍵在于，帶有點云的尖端放電效應促使地面的某一區域攜帶一些不同的電荷。最后就是滾雷。也可以稱之為球形閃電?，F階段對其原因還不是很清楚，無法保證有效的安全保護。

2 石油化工工程主要的雷擊危害

2.1 直接產生的雷擊危害

石油化工工程中的大型建筑物會遭受直接的雷擊危害，因此，在展開石油化工廠工程時，應該在這些大型建筑物上設置避雷針。在安裝避雷針時需要嚴格按照相關規定中的要求，以此展開滾球法的執行任務，將大型儲罐上的呼吸閥以及阻火器放在相對安全的保護范圍內，這樣才能保證這些大型建筑物有效避免雷擊產生的直接危害[1]。另外，為了方便巡視工作的順利開展，在很多大型儲罐上會設置一圈環繞式的照明，由于這些燈具的外殼通常都采取了金屬材質，所以石油化工工程會直接遭受雷擊產生的風險和危害。

2.2 雷電感應產生的危害

社會時代的發展促使當前石油化工工廠的精密電子儀器設備開始變得越來越多，所以對工作環境提出了更高的要求。當石油化工工程遭受雷電感應所產生的危害后，不僅能對人們的安全與健康造成了威脅，同時還對廠區內的電子設備帶來嚴重危害[2]。

2.2.1 對人體帶來的危害

在進行石油化工工程時，需要確保避雷針的設置和最近金屬物件之間保持最小的安全距離，還要保證避雷針的獨立設置。但在實際的設置過程中，雖然已經加強了這方面的注意，但是當雷電擊中了獨立的避雷針后，此時的避雷針會發出較強的電流，一旦周圍存在金屬設備或者其他金屬結構裝置后，就會發生火災或者其他危害。發生這些情況的主要原因在于避雷針和金屬物時間存在的電勢差距較大，此時，要是有人從金屬物和避雷針之間穿過，對人體會造成嚴重性的危害，甚至導致人員的身亡[3]。

2.2.2 雷電感應對于防火防爆工作的危害

化工單位在實施工程的過程中，需要注意避雷針和大型儲罐之間的距離，只有保證距離的安全性及可靠性才能確保后續防雷工作的順利開展。通常情況下，大型儲罐自身或者周圍一定會存在一些金屬物件，當遇到雷雨天氣時，當避雷針遇到直擊雷時，此時罐體的附近會出現一些感應較強的電位。如果此時的金屬物電位在零這個狀態，因為雷雨天氣相對空氣中的濕度較高，就會減少罐體和金屬物之間的絕緣距離，換句話而言，這些間距會導致火花的可能性，最終對化工廠危險區域內的易燃易爆氣體造成引爆的概率。

2.2.3 雷電感應對于電子設備造成的危害

通常情況下，石油化工部門需要在罐體的周圍設置一些警報器或者其他的電子儀器設備，同時還要設置一些獨立的避雷器，如果不這樣做，就會直接導致罐體遭受直擊雷，此時雷電產生的電流會在第一時間擴散出去。通過觀察部分罐區發現，還是存在一些非環形的直接地網，基本上這些情況分布在罐區的兩側，在這個過程中，雷電電流其實會直接流到接地線的頂端，最終引發反射情況的發生，這其實就是在無形中抬升了雷電電流的波形峰值。需要注意的是，如果此時電子設備的周圍存在一些金屬物件，石油化工企業如果沒有做好等電位的連接，那么原先堆疊的波形就會直接擊穿空氣中的間隙，導致這些金屬物存在帶電的趨勢，最終就會產生火花放電的事件。

2.3 雷電穿過電壓入侵后產生的傷害

石油化工廠在建設的過程中，通常會敷設一些低壓電纜，這些電纜通常被埋在地下，所以說，低壓電纜在遭受雷擊之后引發雷電穿過電壓的可能性非常小。對于化工廠的建筑物而言，當雷電擊中了機柜間或者變電所后會形成一定的電磁感應，此時低電位的反擊就會促使雷電穿過電壓，這對于機柜間和變電所中的電子設備造成一定的影響，輕則產生一些細微的故障，重則就直接損壞了這些設備，最終還影響這些設備的自控能力。

2.4 雷擊的電磁脈沖

當雷電的電流經過電阻之后或者電感之后，期間其實會產生電磁效應，其中涵蓋了閃電的電涌以及輻射電磁場等。對于石油化工企業而言，雷電的電磁脈沖對企業的安全運營產生一些直觀性的影響，主要影響的是企業內的生產控制系統。對于DCS監控系統以及消防報警系統而言其實也產生了較大的影響，特別是當這些電氣系統遭受影響之后，雷電電磁脈沖的電壓經過電流時，就會引起系統操作失誤現象的發生，最終就變成了永久性的破壞，這樣就影響了企業的經濟效益，對企業的生產形成了沖擊。

2.5 靜電感應

通常情況下，在雷云的底部都會帶著靜電荷，如果雷云處于較低的位置，加上靜電場本身的問題，這時候這些區域中的金屬其實會因為雷云的電荷性質發生一些變化。此時的雷云如果放電，就會直接發生電荷現象，一些金屬導體上的感應電荷這時候就是去了束縛感，最終變成了一些可以自由移動的電荷。那么這時如果沒有及時就進將雷電泄入地中，就會導致電位變高，同時還會擊穿附近金屬物件以及產生火花放電的現象，火花本身就非常的易燃易爆，所以造成的后果不堪設想。

3 我國石油化工工程中預防雷擊的有效方式

3.1 對直擊雷進行預防的方式

在很多大型化工廠中經?？梢钥吹揭恍┰O備儲罐，這些儲罐其實都是按照國際標準要求設計的，當管壁大于4mm之后就不能再設置接閃器了[4]。與此同時，石油化工企業需要在罐區的附近設置一些避雷針，主要是為了避免那些獨立金屬物導致火花事故的發生，從而減少直擊雷產生的危害，同時還能確保設備設施的安全運行。另外，在一些較高的建筑物上直接設置了照明燈，雖然大型儲罐的周圍設置可獨立的避雷針，但一般情況下會因為這些儲罐本身就是接閃器，加上高層建筑的頂層基本上都是由鋼結構組成的護欄，這些護欄也會被安裝上接閃器，所以當較高的建筑物上安裝燈具之后，需要充分考慮接閃器的實際規格。簡而言之，在進行一些外部設備裝置的過程中，比如照明燈之類的燈具，無論是設計還是安裝都需要按照國際標準進行設置，這樣才能確保燈具的金屬外殼厚度不會低于4mm，另外還要保證金屬外殼和大型儲罐之間可以完成電氣的連接。

3.2 等電位的連接

目前的石油化工工程比較重視等電位連接工作，主要原因在于這項工作可以預防一些獨立金屬發生放電的情況，期間耗能有效預防雷電的反擊現象。也就是說，在這個過程中需要確保高危險區域中的獨立金屬可以免遭雷擊，就算遇到這種情況也要保證在雷擊之后不會產生任何的電壓。在解決雷電反擊現象時，期間需要安裝接地網，按照相關要求以及規定標準去安裝防閃電感應的接地裝置或者電子系統的接地裝置，以此實現它們的共同使用。當雷電落到了接閃器上，這時候大部分的電流會被引到地面上，如果安裝了接地網和其他設施設備，促使等電位的順利連接，這時候的電位就會被均勻分布，雷電的反擊現象就可以得到控制[5]。

3.3 防止地下電位出現反擊以及雷電感應

在開展化工工程時，相關部門需要連接避雷針的接地裝置以及金屬設備，這樣做的目的是為了形成公用的接地網。另外，一定要保證這兩者之間的距離超過3m，從而保證避雷針和接地網的地下連接距離控制在15m之外，也只有這樣才能防止避雷針遭受雷擊，同時還能避免雷擊金屬設備現象的發生。另外，在避雷針和金屬設備之間需要設置好警示標志，這樣做是為了防止陰雨天氣有人從這個區域穿過，以免造成不必要的損失。

3.4 安裝保護裝置

做好過電壓的防治工作，不僅要加強電位之間的連接性，同時還要安裝一些有效并且合理的保護裝置。也就是說，需要在儀器上安裝線路的保護裝置，確保雙重保護工作的展開以及推進，這樣才能保證等電位的連接以及外加的保護器可以有效避免因為電壓問題直接損壞這些儀器設備。

3.5 建立防雷系統

在石油化工工程中需要建設防雷系統，建設的目的主要是為了預防雷擊對設備設施造成損壞，同時也是為了確保人們的生命安全。防雷系統在石油化工工程中屬于一項非常復雜的工作，正是因為體系的完整性以及專業性，在展開工作時，工作人員需要充分考慮各種雷擊所產生的危害，這樣才能在日常工作中不會掉以輕心，同時還能保證整個工程的順利生產[6]。

3.6 防止靜電方面的措施

3.6.1 在石油產品中直接加入防靜電添加劑

將一些防靜電添加劑加入石油產品中，可以有效增加油品的導電性能，同時還能加強它的吸濕性，這樣就能以最快速度減少靜電方面的聚焦，同時還能消除雷擊帶來的危害。

3.6.2 防止人體產生靜電

通常情況下，石油的運輸系統經常設置在易燃易爆區，所以工作人員不能穿那些化纖材質的衣服以及圍巾和手套等等，同時也不能隨意將自己的衣服脫下來，期間也不建議使用化纖類的抹布去擦拭油罐容器。如果工作人員想要登上油罐的頂部，那應該特別注意衣服的材質，在實際的登罐過程中需要用水去一下沒有油漆的那一面，這樣做的目的是為了導出人體的靜電。

3.7 防雷擊工程的良好設計

在設計防雷工程時需要展開系統的并且因地制宜的措施，將外部防御以及內部防御措施相互結合起來，通過貫徹整體的防護思想，工作人員還應該綜合運用分流、均勻以及屏蔽和接地等技術，從而構成一個完整的保護系統，這樣才能獲得更明顯的防護效果。在現代的防雷技術中主要包含：①通過外部的防雷裝置去實現接閃的分流，比如安裝接閃桿以及網等等，引導落雷電，這樣就能減少雷電電流的產生，從而減少直擊雷產生的危害。②做好屏蔽工作，使用一些導電類的材料去緩解交變電磁場，然后制定一些區域并做好穿透方面的屏蔽，這樣才能有效預防感應雷通過空間后對電磁場形成破壞。③設計人員需要加強接地方面的設計，通過借助一些接地方面的裝置給雷電流提供一些低阻抗的泄流通道，這樣才能預防雷擊之后產生危害。④期間的合理布線是非常重要的一個環節，盡可能減少一些不閉合的環，另外還要保證線路變直，布線時應該遠離一些較大的輻射設備和較強的干擾源。由此可見，合理并且不受任何限制的措施才能減少耗費電磁場中感應環路的面積，就能避免一些線路中產生感應電勢。⑤加強等位工作的連接，促使原先分離的金屬部件直接連接到雷電的保護系統中，這樣才能確保導電等位連接通過浪涌保護器的連接之后，保障雷擊電流造成的電位差直接變少。⑥展開電涌的保護工作，對那些不是直接參與的等電位連接而言，期間需要通過使用電涌的保護措施，并安裝SPD去限制瞬時過電壓，這樣才能有效地保護儀器 設備。

4 結束語

通過觀察當前的石油化工工程可以明顯發現，雷擊對其產生的危害相當嚴重，必須根據工程的實際情況采取相關措施，并定期做好防雷工作，才能保護人員及設備的安全。因為雷電屬于自然現象，沒有任何的規律可言，同時也很難預測如何去消除或者預防這些問題。因此，工作人員需要不斷摸索并結合相關的理論知識并和實際相互結合起來，這樣才能有效減少雷擊對于石油化工工程所造成的傷害，以此促進我國石油化工工程的全面建設以及可持續性發展。