化工企业防雷技术研究

陈冠宇

(广安市气象局，四川 广安 638000)

1 现代防雷的技术特点

在雷电监测预警方面，基于无线通信、云计算、大数据以及移动应用技术，研制无线传输蜂窝布局雷电预警系统，有效地解决了传统雷电预警系统造价高，精度低的问题，实现提前预测雷云运动轨迹计算功能，有效地提高企业雷电安全管理水平。在输电线路防护领域，开发了特色防雷技术及装备，包括多电压等级过电压防护技术、架空线电缆线路防雷技术、线路绕击防治技术、石化企业线路污秽治理技术、灭弧防雷间隙装置、输电线路防绕击装置、新型抗污秽涂料。在大型浮顶储罐领域开发了成套防雷技术，从根本上消除了大型浮顶储罐的雷击火花放电隐患。在雷雨季节，雷击的危险性大，这就需要化工企业加强防雷接地管理，不断完善防雷接地设施。为确保建筑物与各类电子设备防雷接地装置的安全可靠，车间在日常的巡检工作中由巡检工对接地装置的连接点有无松动、金属有无锈蚀等情况进行检查，厂部在每年春季雷雨季节来临前，扎实组织防雷防静电隐患排查工作，并且每半年联系检测公司对接地装置进行安全监测、检测技术人员严格按照国家标准，对检测的防雷设施电阻值进行测量，并对不符合标准的接地装置进行整治。通过检测，在有效防止雷电给人员及设备造成伤害的同时，还获得了厂区内防雷接地装置的准确数据，为日后设备设施的安全稳定运行奠定了基础。

2 化工企业外部防雷技术

2.1 接闪器

化工企业的接闪器通常包括独立避雷针、网、架空线等直击雷防护部分。如果单独的避雷装置对高度有很高的要求，尤其是避雷针保护范围有限，要达到保护效果需设立更多或更高的避雷针，则成本会相对较高。另外，避雷线一般用于保护高空线路且不便设立，所以一般运用比较少；可以将接闪器装置安装在建筑物上方最为方便。在防雷网(带)布设的过程中，应注意要采取圆钢或扁钢材料作为避雷带(网)的材料，并且需要沿着建筑屋檐、屋檐角、屋脊等位置进行布设，因为这些地方特别容易遭受雷击，这样布设可以使整个屋面形成一个网络，达到接闪的目的。化工企业建筑物顶部最好采用明设避雷带的方式，一是避免暗敷过深，二是避免雷击引起碎裂的混凝土对人员造成伤害。

2.2 引下线

化工企业建筑物的引下线一般涉及2种方法：一是明装引下线，并且使用的材料通常为圆形钢或扁钢。必须沿着建筑物的外墙铺设，同时需要按照最短路径进行接地操作。二是直接使用建筑金属部件作为引下线。例如，经过一系列焊接和黏合后，混凝土柱中的4个φ≥10或2个φ≥16的钢筋被用作引下线。这种类型的引下线需要确保上下畅通，同时需要在上端与屋顶的防雷网络之间建立有效的连接，下端应和接地网络连接以形成电气通路。对于建筑物防雷，通常使用第二类引下线。

2.3 接地装置

对于化工企业建筑物防雷装置，人工接地体是使用定型钢材一般敷设于混凝土中，埋深大于0.7m。应确保化工企业厂区内的所有接地体互通，确保输卸电流作用。如果接地电阻值超过相关接地电阻要求，一般可以适当增加接地体或者使用降阻剂。根据建筑物相关的防雷标准，接地装置一般小于10.0Ω，保护易燃物或电气设备应当小于4.0Ω。

3 化工企业内部防雷技术

3.1 大型金属储罐防雷技术

通常情况下，化工企业对大型金属储罐的防爆要求较高，因此在防雷方面也更加严格。在此阶段，大型金属储罐的防雷一般要求做到下述几个方面：

(1)大型金属储罐油罐顶板大于4mm，可直接作为接闪器，反之应安装接闪器，根据油罐的滚球半径确立接闪器高度和规格。

(2)确立大型金属储罐的接地点应均匀分布且不少于3处，沿罐壁圆周的距离宜≤16m。连接大型金属储罐和储罐区接地装置的接地线需要采取防腐处理的钢材，要求尺寸大于25mm×4mm。接地线焊接面积大于钢材宽度2倍。

(3)在距离地面30～100cm的地方装设断接卡子，同时可以连接静电释放装置共同接地。

(4)在相应的受保护设备位置，安装与设备的耐压水平相吻合的电涌保护器(SPD)。

(5)接地极应选择防腐材料，地网共同连接，形成大地网，留出地网测试极，以便后续检测地网情况。

3.2 电子信息系统防雷

化工企业内部一般配备了大量电子设备和仪器控制系统。一旦它们受到雷电电磁脉冲的攻击，将导致电源系统中断，通信故障抑或自动控制系统失控等故障问题，所造成的损害十分严重。因此，有必要做好化工企业电子信息系统的防雷工作。电子信息系统的雷电防护技术涉及防直击雷、接地分流、等电位联结以及浪涌保护器等各类措施。只有科学使用这些技术方法，才可以获取理想的防雷效果。

(1)防直击雷。化工企业电子设备仪器控制系统作为被保护的核心，应处于LPZ1区域。化工企业精密的电子系统应远离引下线。

(2)等电位连接。雷电击中电子信息系统之后，释放雷电流的通道上的电势将瞬时升高，瞬时电势差将在通道周围的金属物体上形成。一旦该电势差超过设备的绝缘所承受的强度，将导致其被闪电击穿，这将导致仪器和其它设备遭受一定的损坏。为了能够较好地避免此类风险，有必要将电子系统设备外壳与其它设施、设备外壳共同连接达到等电势。

(3)接地。当前，化工企业电子信息系统机壳接入地网，可以有效隔离电子信息系统受到的电磁干扰和电子设备共模干扰，既能防止雷击引起的感应电流，又能释放机壳泄露的工作电流和静电。

(4)浪涌保护器(SPD)。一般而言，使用浪涌保护器(SPD)的作用是防止雷击引起的电压过大与系统操作引起电压过大对仪器的损害。在通信系统、低压电力系统、信号网络上布设SPD，能够较好地防止过电压所形成的损坏。选择以及布局时应该采取多级SPD的保护形式，从而避免化工企业电子设备被雷电袭击，同时浪涌保护器的漏电流指标在线路允许的范围内越稳定越好。