雷电预警系统的应用

2015-12-17郑水成董爱娜李欣

仪器仪表用户 2015年2期

郑水成，董爱娜，李欣

（中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东青岛 266071）

0 引言

近年来，由于雷电等自然灾害对仪表设备的损坏，导致生产停产，给企业造成直接或间接的经济损失。雷击从形式上分为直击雷和感应雷，一旦仪表设备受到直接雷击，雷电产生的过压、过电流和脉冲电磁场威胁仪表设备的安全，甚至造成火灾[1]。在大多数项目的设计和实施中，往往只考虑了仪表或设备本身的防雷设计，而没有考虑雷电预警措施，因此在遭遇强雷击时，会威胁仪表设备的正常工作和安全运行，给企业带来很大损失。目前，在南方、沿海等雷击高发区，越来越多的企业开始设置防雷预警系统，并纳入企业MES系统，进行集中管理[2]。

1 雷电预警系统简介

雷电预警系统通过电场传感探头，对大气中的环境电场进行连续监控，同时将采集的大气电场数据实时传送到控制主机中，通过软件进行分析计算，得出本地电场的活动趋势，并进一步对有可能产生的雷电活动提前预判，从而提供及时、有效、准确的雷电预警信息[3]。

预警系统在作出预警判断后，可通过后续输出信号，依据预警级别，分别激活不同的报警装置或保护设备，从而达到主动式防护的目的。

2 雷电预警的分级

雷电预警仪依据实际探测到的静电场数值，采用分级预警机制。一般使用3种颜色：黄、橙、红，由浅至深来表征预警的紧急程度。同时，对于所处区域的环境特性（纬度、海拔、地理位置等），分级的标准有可能有所变化。一般较为常用的，典型的分级设置如图1所示。

1）雷电预警0级预警标准

范围标准：电场值保持在3kv/m以下，雷电预警系统无任何动作，显示屏呈绿色，不需采取任何预防措施。颜色代码为绿色。

2）雷电预警1级预警标准

范围标准：电场值持续大于3kv/m，小于4kv/m，预估时间：15~30min，雷电预警系统进入1级预警状态，显示屏呈黄色，主机发出缓慢的蜂鸣报警，需采取相应的雷电预警1级应急预案。颜色代码为黄色。

图1 分级预警Fig.1 Hierarchical alert

3）雷电预警2级预警标准

范围标准：电场值持续大于4kv/m，小于7kv/m，预估时间：10~20min，雷电预警系统进入2级预警状态，显示屏呈橙色，主机发出较慢的蜂鸣报警，需采取相应的雷电预警2级应急预案。颜色代码为橙色。

4）雷电预警3级预警标准

范围标准：电场值持续大于7kv/m，预估时间：小于5min，雷电预警系统进入3级预警状态，显示屏呈红色，主机发出急促的蜂鸣报警，需采取相应的雷电预警3级应急预案。颜色代码为红色。

3 雷电预警系统预警响应

3.1 预警响应准备工作

指定监控管理人员：在消防泵站监控人员排班中指定每日的雷电预警管理人员，用以监控、检查、记录雷电预警系统工作状态，以及预警机制实施状况。

设置声光报警设备：在监控室内安装黄、橙、红三色报警灯，并配备蜂鸣报警器。

设置集群广播系统：在各职能区域内安装集群广播系统，可采用有线或无线方式，按照3个报警级别分别预录报警语音；报警语音中应包含以下内容：

1.雷电预警级别。

2.预计雷电活动发生时间范围。

3.针对相关人员的简单指令。

设置SMS短信系统：在雷电预警系统控制主机后端安装SMS短信模块，输入各级管理人员手机号码，短信内容应包含以下内容：

1）雷电预警级别。

2）预警雷电活动发生时间范围。

3）针对相关人员的简单指令。

制定雷电预警应急管理档案：雷电预警管理人员应在每次雷电预警系统动作时进行档案记录和管理。档案的具体内容为：

a）雷电预警系统分级激活时间。

b）各级响应实施状态。

c）自动报警装置状态记录。

d）管理人员签名。

3.2 1级预警响应

消防监控人员工作：记录报警发生的时间，检查报警装置是否处于正确工作状态，通知各区域管理人员注意，检查消防设备工作状态，填写管理档案。

户外工作人员：准备停止户外工作，推迟未进行的户外工作。

行政管理区人员：推迟或减少长时间的户外工作，注意存储运行中的电脑文档，如有人员正处于户外，应注意互相提醒。

储油、装卸及辅助生产区域人员：推迟未进行的装卸或其它生产活动，尽快结束进行中的装卸或其它生产活动。

3.3 2级预警响应

消防监控人员：记录报警发生的时间，检查报警装置是否处于正确工作状态，确认重点区域（装卸区、储油区及辅助生产区）管理人员已完成1级响应，并进入到2级响应状态，监控检查户外工作人员是否已经撤离，填写管理档案。

户外工作人员：立刻停止户外工作，推迟未进行的户外工作。

行政管理区人员：推迟或取消各种户外活动，注意存储运行中的电脑文档，必要时关闭不必要的电子设备。应互相检查是否仍有在户外活动的人员。

储油、装卸及辅助生产区域人员：结束装卸或其它生产活动，推迟未进行的生产活动，关闭不必要的电气设备。

3.4 3级预警响应

消防监控人员：处于戒备状态（包含消防人员），记录报警发生的时间，检查报警装置是否处于正确工作状态，确认重点区域（装卸区、储油区及辅助生产区）管理人员已完成2级响应，并进入到3级响应状态，监控检查是否仍有户外工作人员，必要时应采取紧急通知，切换内部电源，关闭非重要的电气设备，检查消防设备工作状态，填写管理档案。

户外工作人员：寻找最近的室内场所进行紧急避险，向相关管理人员汇报所处位置及状况。

行政管理区人员：尽量关闭敏感或重要的电子设备，如不能关闭，则应采用UPS不间断电源供电。

储油、装卸及辅助生产区域人员：确定生产活动已经停止，关闭不必要的电气设备，切换内部电源。