關于輸油站場雷電與靜電防護措施研究

趙彥

摘要：通常輸油站場雷電與靜電防護是極其重要的部分，因為其會影響到輸油站場的安全與穩定，所以必須做好防護措施。但由于輸油站場雷電與靜電防護工作極為復雜，涉及到許多的內容，主要為：直擊雷防護、電涌防護等等，所以必須先運用雷電與靜電防護理論，然后模擬出雷電流等效電路，得到可靠的結果，并加以評價，最后找出有效的防護措施。

關鍵詞：輸油站場;雷電;靜電;防護措施

因為輸油場站非常容易發生爆炸，只要雷電與靜電形成明火，就會引發輸油站場發生爆炸，所以為了有效避免輸油站場發生爆炸，就必須采取良好的雷電與靜電防護措施，尤其是弱電設備的防護，因為輸油站場的設備越來越自動化，大部分設備都運用的是弱電設備。同時還要對雷電與靜電防護情況展開檢查，以及時發現問題并解決，充分降低雷電與靜電所引發的嚴重后果。為找到有效的防護措施，本文便以某輸油站場為例，展開了深入的探究。

一、輸油站場概況

該輸油站場的設備自動化水平很大，輸油場站共四座。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。此輸油站場位于黃土高原地段，其管道跨度非常長，為保證輸油站場的安全，在站場中安裝了許多設備，主要包括：報警器、溫度傳感器、壓力傳感器和電動閥控制單元等等，但這些設備非常容易引發雷電與靜電，從而損傷設備，引起嚴重的事故。為解決上述問題，便對該輸油站場雷電與靜電問題進行了全面的分析，發現了如下的問題：1.初期事故發生率比正常運行時要高，并且直擊雷防護設備和接地網事故率較大。2.電氣設備和金屬穿線管接地位置問題較大。3.隨著使用時間的延長，故障率越來越少，但每次發生故障的位置都不一樣。

二、導致輸油站場雷電與靜電事故發生的主要原因

因為輸油站場的管道非常多，路線又非常長，其中帶有很多金屬設備，而輸油場站一般會處于偏遠地區，所以非常容易被雷擊中，而且輸油站場的介質都是易燃易爆的，一旦出現火花便會引起火災或者爆炸。輸油站場的生產區大多數都屬于易爆區，只要出現雷電與靜電情況，就極有可能發生火災或者爆炸事故，不僅會損壞輸油站場的設備，而且還會使其發生嚴重的經濟損失，所以必須特別注意。同時站場的自動化設備越來越多，一旦設備被雷擊中就會導致電氣線路的金屬導體電壓過大，從而損傷設備;管道的介質流速很快、壓力很大，這樣介質和管壁就會形成靜電，從而損傷設備。

三、輸油站場雷電與靜電防護的有效措施

（一）直擊雷防護

對于站場的辦公區域來說，可通過直擊雷防護進行保護，常用的防護設備就是接閃帶，其材質為圓鋼，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，即雙面焊接的時候，搭接的長應為圓鋼直徑的6倍;單面施焊的時候，搭接的長應為圓鋼直徑的12倍，并且焊接面要和地面相垂直，以免焊接處積水腐蝕，同時接閃帶的拐彎處要為圓弧狀。對于金屬煙囪、天線以及通風管等部分來說，應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候，應單獨設置接閃桿，并把它們和接地設備相連接，以達到泄流作用。對于高桿燈、放空管、油罐頂防護欄等頂端來說，因為其頂端壁都大于4mm，能夠承接雷擊，不會擊穿，所以只用接地泄流即可。

（二）電磁感應防護

如果接閃器接閃以后，電氣線路就會立即形成瞬間感應電流，然后向兩端傳播，進而損傷電子設備。為解決上述問題便采取了兩個措施，首先，屏蔽與接地措施。此措施是把輸油站場的電氣線路安裝金屬穿線管，以顯著降低感應過電壓。其次，等電位連接及接地。此措施是把輸油站場的電氣傳感設備和站控室設備運用通信電纜相連，不過要是傳感設備的連接不佳，就會導致感應電流進入站控室，進而損壞設備，所以應把傳感器接地點和穿線管、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）設置電涌保護器

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

（四）采用接地裝置

接地裝置屬于過電流的泄流部分，其應和輸油站場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，因為它們的耐腐性及導電性很強，接地時要求距離為其長度的兩倍，埋深為0.5m，埋于濕度不發生變化的土里，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，所以接地設備不可設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）運用等電位連接

經過調查發現輸油站場等電位連接故障較多，約占90%左右，所以運用等電位連接非常的重要，可顯著降低故障。雖然設備接地都很好，但是受接地線路阻抗影響，同等雷電流時設備也會發生不等的電位，就會導致線路擊穿。通常等電位連接極其的復雜，需要運用金屬材質進行連接，以使電氣在連通的時候，設備之間的電位差是零，這樣就不會形成火花。對于儲罐內來說，浮船和罐壁等電位連接極其的關鍵，一旦浮船沒有連接罐壁或連接不良，則罐壁的電壓就會擊穿其和浮船之間的縫隙，從而產生火花，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，連接點需2兩處以上，對稱設計，并做好維護工作。對于儲罐外來說，閥門及法蘭盤的螺栓在5根以下的，應運用金屬導體展開等電位連接。

（六）使用靜電泄放設備

對于人體靜電防護來說，可采用觸摸接地金屬部件展開泄放，因此在生產的入口應設置人體靜電泄放設備，并且電阻要低于100 Ω。對于裝卸區靜電防護來說，可采用靜電泄放夾展開泄放。不過只設置靜電泄放設備的話，其會和基礎地網出現電阻差距，進而導致車輛與輸油管道出現電位差，最終形成靜電火花，所以應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相同，起到防護作用。

四、總結

通過上述內容可知，輸油站場雷電與靜電防護非常的重要，只有采用良好的防護措施才能保證輸油站場的運行安全及穩定。經過深入探究，找出了良好的防護措施，主要為：直擊雷防護、感應雷防護及靜電防護。不過雷電與靜電的形式極為復雜，需要深入研究，才能良好防護。

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