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雷电对石油化工企业的危害及安全防护措施研究

摘要：石油化工企业因其内部生产物品具有易燃易爆特性，且有些还为化学有毒物质，一旦遭受雷击，极易引发火灾或者爆炸事故，对人们的生命财产安全构成极大威胁。基于此，本文主要根据石油化工企业情况，首先介绍了雷电对石化企业所带来危害，并提出一些科学合理安全防护措施，以供大家借鉴。
关键词：雷电;石油化工企业;危害;安全防护措施
引言
雷电是强对流天气出现时的一种自然天气现象，雷电出现时瞬间电流能够达到几万至几十万安培的电流，并且电压高、电磁辐射较强，能够给建筑物、人体等造成电击现象。雷电的危害不仅体现在直击雷产生的强电流造成的损失，其产生的感应场和辐射场造成的影响也十分严重。因电力和电子设备的广泛应用，雷电所造成的财产损失以及人员伤亡已经引起了人们的高度关注。特别是随着社会的不断发展和科技的进步，我国石油化工企业广泛建设，因为石油化工企业内部的环境特别复杂，易燃易爆石油、化学产品特别常多，有些化学产品甚至具有一定的毒性，一旦遭受雷击，极易引发火灾或者爆炸事故，对人们的生命财产安全构成极大威胁。因此，本文主要根据石油化工企业情况，首先介绍了雷电对石化企业所带来的危害，并提出一些科学合理安全防护措施，最大限度地避免或者降低低雷击事故的出现几率，保护社会大众生命财产安全。
1雷电对石油化工企业的危害
1.1直击雷对石油化工企业的危害
雷雨云对大地、建筑物等物体的所形成的直接放电现象叫作直击雷。一旦物体被雷电直接击中，这给时候往往会有强大的雷电流出现，被击中物体的温度会急剧升高，甚至还会引发火灾。直接雷击对石油化工企业建（构）筑物带来危害，具体表現为雷电击中建（构）筑物或设备。雷电对石油化工企业罐区、室外生产设备区等易燃易爆区所产生的危害往往更为严重，这主要是因为雷电通道的高温可能会引发火灾。
1.2雷电波入侵对石油化工企业危害
实际上，雷电波侵入就相当于一种高压脉冲波，一般是由雷电直接将管线击中或雷电感应所造成的。当雷电波沿着管线进入建筑物内部时，高压很可能将管道上的设备或人员造成反击。 通常情况下，石化企业工厂区内有许多电缆桥架和管道。 其中大多数为架空安装，并且这些管道线路中大部分都通向建筑物内部。 一旦雷电击中线路管道或感应到过电压，过电压将不可避免地会进入建筑物内部，这将损坏建筑物内部设备，严重时还会造成人员伤亡。
1.3感应雷对石油化工企业的危害
感应雷电主要包含2类：静电感应雷与电磁感应雷。（1）静电感应雷，一般指的是带负电的雷云引起的电场感应金属线上的电场所束缚的正电荷。静电感应雷往往会对石油化工企业的能源产品、化学品、电子仪器等造成危害。（2）电磁感应雷。电磁感应雷电通常出现于避雷针或者是电源线附近，在其发生时会产生十分强烈的交变电磁场，从而造成石油化工企业的有关设备遭受不同程度的损坏。
2石油化工企业的雷电安全防护措施
2.1外部防雷措施
2.1.1接闪器
石油化工企业的避雷器通常涉及到单独的避雷针，架空避雷针，还有直接装设于建筑物（结构）上的避雷针或者避雷带（网）。 防雷网（带）在铺设过程中，材料需要选择圆钢或扁钢，同时还要沿建筑物的屋脊、屋檐、屋角等区域来装设，因为这些地方特别容易被雷击。 这种布置可以使整个屋顶形成一个网络以实现有效接闪的目标。
2.1.2引下线
石油化工企业建筑物的引下线一般涉及到2种方法：第一种是表面安装的引下线，选择的材料通常为圆形或扁平钢。 它有必要沿着建筑物的外墙进行布置。 另外，需要按照最短路径接地。 第二种是直接使用建筑金属零件作为防雷引下线。 例如，在一系列焊接以及粘结之后，把混凝土柱中的2个直径不小于16mm或者4个直径不小于10mm钢筋用作引下线。引下线必须确保顺畅，同时要求在上端与屋顶防雷网之间建立有效的连接，下端要求与接地网连接以形成电气有效路径。对于石化企业建筑物的防雷，一般采用第二种防雷引下线的布设方式。
2.1.3接地装置
针对石油化工企业，其建筑物基地装置通常采取人工接地体。主要采用建筑物和设备区域周围闭合条形混凝土基础敷设为人工接地体。人工接地体可以适用水平接地体亦或者由垂直接地体、水平接地体一起构成的接地网 人工接地体的材料一般是扁钢或角钢。若接地电阻值与相关防雷要求不相符，通常可以适当增加接地体的设置。按照建筑物有关的雷电防护标准规范了解到，用于防雷感应的接地装置以及电气设备的接地装置共用，往往要求工频接地电阻不超过10Ω。
2.2内部防雷措施
2.2.1大型金属储罐防雷措施
石油化工企业对于内部的大型金属储罐的防爆要求较高，因此其在防雷方面也特别严格。通常情况下，大型金属储罐的雷电防护要求具体下述几个方面：
（1）大型金属储罐同储罐区域接地装置相连接的接地线应选择铜绞线亦或者热浸镀锌扁钢，其尺寸规格要求40mm×4mm。
（2）大型金属储罐的接地点之间沿罐壁圆周的距离一般要求不超过18m。储罐周围的接地点要求均匀分布，冲击接地电阻应该≤10Ω[1]。
（3）在离地面30cm至100cm的距离位置布设断接卡子，以确保其可以进行有效的连接。
（4）取消装设在储油罐周围的避雷针，选用2根电线连接浮顶、储油罐，确保电气连接。浮顶同罐体之间的连接线通一般选用横截面≥50 mm2的镀锡软铜绞线亦或者绝缘的阻燃护套软铜绞线。
（5）在浮顶与罐壁之间以1.5 m的间隔装设由不锈钢带所制成的导电板。
（6）连接到储罐的电气仪器配线被金属管屏蔽以及保护。配线金属管的上下两端与箱壁电连接。
2.2.2电子信息系统防雷措施
石油化工企业内部通常配备了许多电子设备和仪器控制系统，遭受雷击的概率较高。因而，需要注重石化企业业电子信息系统的防雷工作。电子信息系统的防雷措施主要包含接闪、分流、均压、等电位联结、屏蔽以及SPD装置等各类措施[2]。
（1）接闪。石油化工企业现场仪表以及控制室仪表设备通常布设于直击雷防护的范围之内。此外，需要重点注意勿将现场仪表装置当成接闪设备。
（2）均压。为了可以较好地避免雷击电子信息系统所造成的风险，可把现场仪表设备的金属外壳与相关金属设备、仪表控制室内的金属组件进行连接，共同构成等电位连接。
（3）接地。当前，石油化工企业仪表系统的接地主要涉及到2类：浮地与多点接地。通常情况下，在防雷过程中，往往要求将保护接地与工作接地进行有效连接，同时接入雷电防护接地系统。
（4）屏蔽。石油化工企业的各类电子信息系统的屏蔽主要涉及到控制室屏蔽、信号线、电源线屏蔽和现场仪表屏蔽等各个方面，以达到降低雷电感应的目的[3]。
（5）电涌保护器（SPD）。在石油化工企业通信系统、低压电力系统亦或者信号网络上装设SPD装置，能够较好地避免过电压所造成损坏。在布设时应该注意采取多级SPD的保护形式，尽可能避免雷电对石油化工企业电子设备带来危害。
3.结语
总之，石油化工企业内部的环境特别复杂，易燃易爆石油、化学产品特别常多，有些化学产品甚至具有一定的毒性，一旦遭受雷击，极易引发火灾或者爆炸事故。因而，应高度重视石化企业的雷电防护工作。应充分思量雷电对石油化工企业的危害性，从外部防雷和内部防雷两方面着手对石化企业进行层层防护，将雷击隐患扼杀在源头，避免引发惨重的雷击安全事故。
参考文献：
[1]国家标准. 《石油化工装置防雷设计规范》GB 50650-2011[S].北京：中国计划出版社，2011.
[2]刘利巧，胡爱林，贺克卫.化工企业的防雷设计与对策措施[J].产业与科技论坛，2011，10（6）.
[3]路华山.石油化工企业的防雷措施[J].电世界，2013（09）.

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