油气站场雷电防护的一些改进措施

高少杰 陈聪 陈光景

摘 要：随着油气管道建设项目地域的不断扩大，站场数量的不断增加，且很多站场、阀室位于多雷区或者强雷区。站场、阀室发生雷击灾害的概率大大增加。本文通过雷电电磁场、感应电压、冲击电流的计算分析，提出了雷电电磁脉冲屏蔽、设备布置、综合布线等改进措施。

关键词：油气管道， 雷电电磁场，改进措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.059

1 雷电电流

雷电也称为闪电，它是发生于大气中的一种瞬态（1s以内）的、大电流（峰值电流平均高达几十kA）、高电压、高功率（其峰值功率可达1亿kW）、长距离（几十km）的放电现象。

闪电在雷击的过程产生了强大的雷电流（目前观测到的最大雷电电流为430kA）和高电压（雷电通道两端电位差可达上万伏）。

2 雷电电磁场的传播

雷电电磁场随着雷电流的变化而变化，随着时间的增大，雷电电磁场有一个峰值，之后逐渐衰减；随着观测距离的增大，雷电电磁的峰值达到观测点的时间变长，峰值也在减小，这就说明雷电电磁场在空间传播过程中有一定的衰减。

3 磁场强度及屏蔽计算

由于建筑物钢筋结构有多种形式，当具有现浇密网格钢筋的笼式避雷网结构或全钢结构板式外墙板和屋面板的建筑物屏蔽体，将有较满意的屏蔽性能。

所谓屏蔽效能，其定义为同一地点无屏蔽时的电磁场强度与有屏蔽体后的电磁场强度之比，实际中通常用分贝（dB）来标示为：

此时H1为金属板屏蔽内的磁场，H0为金属板屏蔽外的磁场，根据计算可见，雷击电磁场经过金属板屏蔽后，磁场强度大大减弱，可以判断磁场不会对设备产生影响。设备产生的损坏，是因为与外部有连接的电缆导入的磁场、感应电压所致。

6 改进措施

通过以上对公式的分析，可以得出以下结论：

（1）增加空间屏蔽，缩小网格尺寸，对门、窗等增加网格屏蔽；有效减小建筑物内的磁场强度。

（2）合理布线减小感应环路面积，减小感应电压；在防静电地板下電缆采用桥架保护，利用线路屏蔽减小磁场影响。

（3）对磁场强度感应敏感的设备的增加金属外壳。

参考文献：

[1]腾庆富.油田配电设备雷击事故浅析.化工管理，2017：57.

[2]孙相海，孙健等.变电所雷击事故调查分析[R].2015年电磁脉冲与雷电防护技术研讨会，85-87.

[3]吴晓斌，王秀华，张文革等，工业与民用供配电设计手册[M].中国电力出版社，1198-1312.

作者简介：高少杰（1984-），男，硕士研究生，工程师，从事油气管道站场供配电设计工作。