浅谈化工企业防雷保护

浅谈化工企业防雷保护

作者：沙春安 史倩 李家仑

来源：《城市建设理论研究》2013年第25期

摘 要:下文主要结合笔者多年的工作实践经验，针对化工企业的防雷保护措施进行了分析。希望通过以下阐述，能与各位同仁相互交流，同时今后也能够为类似的防雷技术提供一些借鉴与参考。

关键词:组成；危害；防雷措施；化工企业 中图分类号：C29 文献标识码：A 文章编号： 1、石油化工企业的组成部分

1）罐区及泵区。这是石油化工企业的常规组成部分。罐区用来储存各种生产原料及产品，罐体之间、罐体与泵区通过管道连接。泵区通常与罐区组合在一起，用于将罐体内的物质，用机泵将罐内物质输送至生产场所，或抽离罐体进行运输。

2）生产装置区。这是石油化工企业的核心组成部分。生产装置的组成比较复杂，不同的工艺流程，所需要的装置千差万别。生产装置内发生着各种化学反应或物理反应，在这个过程中，涉及到各种易燃物质，生产过程中可能产生各种易燃气体，或者需要排放易燃废气。 3）烟囱和火炬。这是化工企业的显著标志。烟囱是作为加热设施的排烟通道，火炬用于排放燃烧各种易燃气体。通过压缩机气柜等设施，使火炬内的气压始终比外界空气压力大。 4）管架。管架用于管道输送或作为户外电缆桥架的安置场所。管道用于在生产区和储存区之间的物质输送，电缆桥架用于配电设施与用电设备之间的电能输送。

5）生产控制室。控制室用于对生产过程进行控制，内部存在大量的微电子设备，用于控制各个设备的起动、停车、工作状态监视、危险状态报警以及罐区内各个罐体的液位、温度监视等。

6）变配电所。由于一些大功率设备用电需要，石化企业一般均自设变电所，从公共变电站至少引两路高压线，进入变电所。经变电所变压后，出现给各个区的分配电室，由分配电室出线至各用电设备。装卸车设施。由装卸平台、储罐、管道、计量等设施组成。 2、雷电对石油化企业危害

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1）直击雷。直击雷可对石化企业内的所有建（构）筑物造成危害，主要表现为击毁、击坏建（构）筑物或设备。尤其对罐区、户外生产装置区、装卸站设施等危险区域危害更大，因为雷电通道的高温可直接点燃或引爆这些区域内的危险物质。

2）闪电感应。闪电感应对石化企业的危害，主要表现为对危险场所的危害。如，当管道因静电感应出大量的电荷时，若管道未接地或接地电阻过大，或管道连接处过渡电阻过大，导致静电泄放入地不畅，则有可能对附近物体放电，若这时有可燃气体或液体，则可能引燃这些物质。再如，相邻管道之间若环路面积过大，则有可能因为电磁感应在管道之间感应出过大的电压，此电压可能击穿管道，管道内若有可燃气体或液体，则非常危险。

3）雷电波侵入。由于石化企业的特殊性，厂区内管道、电缆桥架等分布众多，且大多为架空敷设，这些管道线路很多都通入室内，若闪电直接击中这些管道线路或者雷电在这些管线上感应出过电压，则过电压就将沿着这些管线侵入建筑内，造成与这些管线连接的设备损坏，或人员接触这些管线，因接触电压而伤亡。

4）雷击电磁脉冲。雷击电磁脉冲对石化企业的影响，主要是对于企业内的生产控制系统、DCS监控系统、消防报警系统等微电子系统，以及电气系统的影响，雷击电磁脉冲引发的过电压过电流，可能引起这些系统误动作、或永久性损坏，从而影响生产，造成严重的经济损失。

3、石油化工企业的防雷措施 1）外部防护

①所有的金属框架、塔、管道、容器、建筑内的设备、构架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放空管、风管等金属物,均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔18～24m应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路,并应每隔18～24m采用引下线接地一次。②平行敷设的管道、构架等长金属物,其净距小于100mm时应采用金属线跨接,跨接点的间距不应大于30m;异面交叉净距小于100mm时,在其交叉处亦应跨接,防止雷电反击。③当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0. 038时,连接处应用金属线跨接。对不少于5根螺检连接的法兰盘,在非腐蚀环境下,可不跨接。④屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接,不应少于两处。⑤屋内每层应做均压环,均压环与引下线有2点可靠连接。 2）内部防护

①电子信息系统设备中各种传输线路端口分别安装与之适配的浪涌保护器(SPD),抑制雷电过电压。②变电所(站)保护、控制系统设备的防雷主要考虑在远程通讯的232口、485口及音频口加装光电隔离器。各通讯口的屏蔽接地采用串接电容器再接地的方式,以防止雷电通过接地极串入通讯网。③计算机设备的防雷按规程要求,改善机房的接地系统及屏蔽系统,各部门的网

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络服务器及交换机改用在线式的ups,并加装浪涌电源保护器。网络连接中,可以在网络线的两端各加装一个网络防雷器。变电站故障录波系统的电脑主机电源改以直流电源为主,交流电源为备用电源,录波打印机电源采用直接使用交流站用电源。在交流电源上加装浪涌电源保护器。录波数据远传modem电话口可以加装音频隔离变压器来防止雷击。 3）电气架空线路的保护

①在电缆与架空线连接处,尚应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地。②为了提高配电线路的耐雷水平,线路中应尽量选择瓷横担,对于现有铁横担线路,应更选用高一级的绝缘于。③对于中性点不接地的配电线路,发生单相接地时,线路不会引起跳闸,因此,防止相间短路是线路防雷的基本原则。④10kV配电线路遭受雷击后,往往造成绝缘子击穿和导线烧断事故,尤其是对于多雷区的钢筋混凝土杆铁担的线路最为突出,所以在这些绝缘弱点必须有可靠的电气连接并与接地引下线相连。引下线可借助钢筋混凝土杆的钢筋焊连,接地电阻应小于308。⑤对于个别高的杆塔、铁横担、带有拉线的部分杆塔和终端杆等绝缘薄弱点、应装设避雷器。⑥对于10kV配电线路相互交靠和与较低电压线路、通讯线、闭路电视线交靠的线路,其交靠时上下导线间的垂直距离最小允许值应符合有关规程中规定的数值。

4）变配电设备防护

①配电变压器按现行规范采用阀型避雷器来保护。阀型避雷器要求越靠近变压器安装、保护效果越好,一般要求装在高压跌落保险的内侧。②避雷器的选择应与线路额定电压相符。若避雷器额定电压高于设备额定电压使设备遭受雷击时失去可靠保护;避雷器额定电压低于设备额定电压,在正常的过电压下避雷器频繁动作引起线路接地跳闸。③当变压器容量在100kVA及以上时,接地电阻应尽可能降低到48以下;当变压器容量小于100kVA时,接地电阻可达到108及以下即可。④在配变低压侧也装设保护装置。10kV配变只在进线处安装避雷器不能保护配变低压绕组,而且由于低压侧落雷也将造成雷电冲击电压直接通过计量装置加在低压绕组上,按变比感应到高压侧产生高电压、有可能首先击穿高压绕组。所以在配变低压侧应装设低压避雷器(以装设一组FYS型低压金属氧化物避雷器为宜)或500V的通讯用放电间隙保护器,并将避雷器、变压器外壳和中性点可靠接地。⑤在配电变压器进线处装设电抗器。电抗器可以利用进线制作,用进线绕成直径100 mm, 10至20匝的电感线圈。⑥避雷器安装工艺要规范。避雷器的接地要良好,接地线联接要可靠。 4.5 电力电缆线路的防护

电力电缆由于其本身结构特点和与其他电气设施连接的要求,根据不同电压等级采取不同的防雷方法。对于35kV及以下电压等级的电力电缆,基本上应采取在电缆终端头附近安装避雷器,同时终端头金属屏蔽、铠装必须接地良好。对于110kV及以上的高压电缆,当电缆线路遭受雷电冲击电压作用时,在金属护套的不接地端或交叉互连处会出现过电压,可能会使护层绝缘发生击穿,应采取以下保护方案之一:①电缆金属护套一端互连接地,另一端接保护器。②电缆金属

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护套交叉互连,保护器Y0接线。③电缆金属护套交叉互连,保护器Y接线或Δ接线。④电缆金属护套一端互连接地加均压线。⑤电缆金属护套一端互连接地加回流线。 3、结语

综上所述，雷电对石化企业的危害，主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入以及雷击电磁脉冲等。要做好防雷保护，必须综合采取接闪、接地、屏蔽、等电位连接、安装电涌保护器、安全间隔距离等防护措施。应特别重视对火灾爆炸危险场所的感应雷防护措施，以及对排放可燃气体、蒸汽、粉尘等的放散管、呼吸阀、排风管等的直击雷防护。