关于输油站场雷电与静电防护措施研究

赵彦

摘要：通常输油站场雷电与静电防护是极其重要的部分，因为其会影响到输油站场的安全与稳定，所以必须做好防护措施。但由于输油站场雷电与静电防护工作极为复杂，涉及到许多的内容，主要为：直击雷防护、电涌防护等等，所以必须先运用雷电与静电防护理论，然后模拟出雷电流等效电路，得到可靠的结果，并加以评价，最后找出有效的防护措施。

关键词：输油站场;雷电;静电;防护措施

因为输油场站非常容易发生爆炸，只要雷电与静电形成明火，就会引发输油站场发生爆炸，所以为了有效避免输油站场发生爆炸，就必须采取良好的雷电与静电防护措施，尤其是弱电设备的防护，因为输油站场的设备越来越自动化，大部分设备都运用的是弱电设备。同时还要对雷电与静电防护情况展开检查，以及时发现问题并解决，充分降低雷电与静电所引发的严重后果。为找到有效的防护措施，本文便以某输油站场为例，展开了深入的探究。

一、输油站场概况

该输油站场的设备自动化水平很大，输油场站共四座。其中，干线管道为377 km、压力为10MPa左右、管径为500mm，支线管道的压力与管径都比干线小。此输油站场位于黄土高原地段，其管道跨度非常长，为保证输油站场的安全，在站场中安装了许多设备，主要包括：报警器、温度传感器、压力传感器和电动阀控制单元等等，但这些设备非常容易引发雷电与静电，从而损伤设备，引起严重的事故。为解决上述问题，便对该输油站场雷电与静电问题进行了全面的分析，发现了如下的问题：1.初期事故发生率比正常运行时要高，并且直击雷防护设备和接地网事故率较大。2.电气设备和金属穿线管接地位置问题较大。3.随着使用时间的延长，故障率越来越少，但每次发生故障的位置都不一样。

二、导致输油站场雷电与静电事故发生的主要原因

因为输油站场的管道非常多，路线又非常长，其中带有很多金属设备，而输油场站一般会处于偏远地区，所以非常容易被雷击中，而且输油站场的介质都是易燃易爆的，一旦出现火花便会引起火灾或者爆炸。输油站场的生产区大多数都属于易爆区，只要出现雷电与静电情况，就极有可能发生火灾或者爆炸事故，不仅会损坏输油站场的设备，而且还会使其发生严重的经济损失，所以必须特别注意。同时站场的自动化设备越来越多，一旦设备被雷击中就会导致电气线路的金属导体电压过大，从而损伤设备;管道的介质流速很快、压力很大，这样介质和管壁就会形成静电，从而损伤设备。

三、输油站场雷电与静电防护的有效措施

（一）直击雷防护

对于站场的办公区域来说，可通过直击雷防护进行保护，常用的防护设备就是接闪带，其材质为圆钢，直径一般在10-12mm之间，圆钢焊接采用的是搭接焊，该焊接形式有特殊的要求，即双面焊接的时候，搭接的长应为圆钢直径的6倍;单面施焊的时候，搭接的长应为圆钢直径的12倍，并且焊接面要和地面相垂直，以免焊接处积水腐蚀，同时接闪带的拐弯处要为圆弧状。对于金属烟囱、天线以及通风管等部分来说，应使其与接闪带的距离最短，这样能够有效接住雷电的冲击，最好使用4mm×40mm的扁钢。如果金属物无法承接电流的时候，应单独设置接闪杆，并把它们和接地设备相连接，以达到泄流作用。对于高杆灯、放空管、油罐顶防护栏等顶端来说，因为其顶端壁都大于4mm，能够承接雷击，不会击穿，所以只用接地泄流即可。

（二）电磁感应防护

如果接闪器接闪以后，电气线路就会立即形成瞬间感应电流，然后向两端传播，进而损伤电子设备。为解决上述问题便采取了两个措施，首先，屏蔽与接地措施。此措施是把输油站场的电气线路安装金属穿线管，以显著降低感应过电压。其次，等电位连接及接地。此措施是把输油站场的电气传感设备和站控室设备运用通信电缆相连，不过要是传感设备的连接不佳，就会导致感应电流进入站控室，进而损坏设备，所以应把传感器接地点和穿线管、电缆铠装层以及接地排等部分相连，这样既使电气接地，又使金属穿线管和铠装层起到了屏蔽功能。

（三）设置电涌保护器

即使采用了直击雷与电磁感应防护措施，雷电还是有可能进入电源及弱电系统中，所以必须在设备上安装电涌防护设备，该设备的功能主要为：防止瞬间过电压及分泄电涌电流，能够有效保护设备，不过需要注意设备的选型与安装。

（四）采用接地装置

接地装置属于过电流的泄流部分，其应和输油站场呈垂直及水平的连接形式，常用的垂直接地材料有铜包钢和锌包钢，因为它们的耐腐性及导电性很强，接地时要求距离为其长度的两倍，埋深为0.5m，埋于湿度不发生变化的土里，并且做好防腐工作。在泄流的过程中，还可能给工作人员带来影响，所以接地设备不可设置于建筑物入口处及人行道等部位，并且水平距离要大于3m。

（五）运用等电位连接

经过调查发现输油站场等电位连接故障较多，约占90%左右，所以运用等电位连接非常的重要，可显著降低故障。虽然设备接地都很好，但是受接地线路阻抗影响，同等雷电流时设备也会发生不等的电位，就会导致线路击穿。通常等电位连接极其的复杂，需要运用金属材质进行连接，以使电气在连通的时候，设备之间的电位差是零，这样就不会形成火花。对于储罐内来说，浮船和罐壁等电位连接极其的关键，一旦浮船没有连接罐壁或连接不良，则罐壁的电压就会击穿其和浮船之间的缝隙，从而产生火花，所以浮船和罐壁等电位连接既要防雷电，又要防静电，具体可使用25mm2的铜芯软绞线相连，连接点需2两处以上，对称设计，并做好维护工作。对于储罐外来说，阀门及法兰盘的螺栓在5根以下的，应运用金属导体展开等电位连接。

（六）使用静电泄放设备

对于人体静电防护来说，可采用触摸接地金属部件展开泄放，因此在生产的入口应设置人体静电泄放设备，并且电阻要低于100 Ω。对于装卸区静电防护来说，可采用静电泄放夹展开泄放。不过只设置静电泄放设备的话，其会和基础地网出现电阻差距，进而导致车辆与输油管道出现电位差，最终形成静电火花，所以应把静电夹连接端连接于管道法兰与阀门的螺栓上，然后和装卸车辆连接，这样它们的电位就会相同，起到防护作用。

四、總结

通过上述内容可知，输油站场雷电与静电防护非常的重要，只有采用良好的防护措施才能保证输油站场的运行安全及稳定。经过深入探究，找出了良好的防护措施，主要为：直击雷防护、感应雷防护及静电防护。不过雷电与静电的形式极为复杂，需要深入研究，才能良好防护。

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