石油化工工程中常见雷击危害防治措施

杨 光

［江苏省泰州市中海油气（泰州）石化有限公司，江苏泰州 225300］

对石油化工行业实施防雷防静电工作相当重要，主要是因为在石油化工厂内存储了各种危险化学品，当遇到明火或者电时，极其容易发生燃爆现象。雷击是一种自然灾害，人们无法从根本上消除这个危害，如果石油化工工程遭受了雷击，期间就会产生一些火花，这些火花会引起一些电的产生，就会发生一些无法想象的灾害。

1 雷电的定义以及分类

雷击其实就是天空中的一层云层和另一层云层或者地面，由于地面电荷的特性，所造成瞬间的强放电。在具体放电的整个过程中，一般都会伴随着明亮夺目的火花和震耳欲聋的声响。被雷击的方式有很多种，对房屋建筑物产生危害。一是点状云层在地面某一点产生强烈放电。这种称为直击雷，还有一种是磁感应雷。整个过程的关键在于，带有点云的尖端放电效应促使地面的某一区域携带一些不同的电荷。最后就是滚雷。也可以称之为球形闪电。现阶段对其原因还不是很清楚，无法保证有效的安全保护。

2 石油化工工程主要的雷击危害

2.1 直接产生的雷击危害

石油化工工程中的大型建筑物会遭受直接的雷击危害，因此，在展开石油化工厂工程时，应该在这些大型建筑物上设置避雷针。在安装避雷针时需要严格按照相关规定中的要求，以此展开滚球法的执行任务，将大型储罐上的呼吸阀以及阻火器放在相对安全的保护范围内，这样才能保证这些大型建筑物有效避免雷击产生的直接危害[1]。另外，为了方便巡视工作的顺利开展，在很多大型储罐上会设置一圈环绕式的照明，由于这些灯具的外壳通常都采取了金属材质，所以石油化工工程会直接遭受雷击产生的风险和危害。

2.2 雷电感应产生的危害

社会时代的发展促使当前石油化工工厂的精密电子仪器设备开始变得越来越多，所以对工作环境提出了更高的要求。当石油化工工程遭受雷电感应所产生的危害后，不仅能对人们的安全与健康造成了威胁，同时还对厂区内的电子设备带来严重危害[2]。

2.2.1 对人体带来的危害

在进行石油化工工程时，需要确保避雷针的设置和最近金属物件之间保持最小的安全距离，还要保证避雷针的独立设置。但在实际的设置过程中，虽然已经加强了这方面的注意，但是当雷电击中了独立的避雷针后，此时的避雷针会发出较强的电流，一旦周围存在金属设备或者其他金属结构装置后，就会发生火灾或者其他危害。发生这些情况的主要原因在于避雷针和金属物时间存在的电势差距较大，此时，要是有人从金属物和避雷针之间穿过，对人体会造成严重性的危害，甚至导致人员的身亡[3]。

2.2.2 雷电感应对于防火防爆工作的危害

化工单位在实施工程的过程中，需要注意避雷针和大型储罐之间的距离，只有保证距离的安全性及可靠性才能确保后续防雷工作的顺利开展。通常情况下，大型储罐自身或者周围一定会存在一些金属物件，当遇到雷雨天气时，当避雷针遇到直击雷时，此时罐体的附近会出现一些感应较强的电位。如果此时的金属物电位在零这个状态，因为雷雨天气相对空气中的湿度较高，就会减少罐体和金属物之间的绝缘距离，换句话而言，这些间距会导致火花的可能性，最终对化工厂危险区域内的易燃易爆气体造成引爆的概率。

2.2.3 雷电感应对于电子设备造成的危害

通常情况下，石油化工部门需要在罐体的周围设置一些警报器或者其他的电子仪器设备，同时还要设置一些独立的避雷器，如果不这样做，就会直接导致罐体遭受直击雷，此时雷电产生的电流会在第一时间扩散出去。通过观察部分罐区发现，还是存在一些非环形的直接地网，基本上这些情况分布在罐区的两侧，在这个过程中，雷电电流其实会直接流到接地线的顶端，最终引发反射情况的发生，这其实就是在无形中抬升了雷电电流的波形峰值。需要注意的是，如果此时电子设备的周围存在一些金属物件，石油化工企业如果没有做好等电位的连接，那么原先堆叠的波形就会直接击穿空气中的间隙，导致这些金属物存在带电的趋势，最终就会产生火花放电的事件。

2.3 雷电穿过电压入侵后产生的伤害

石油化工厂在建设的过程中，通常会敷设一些低压电缆，这些电缆通常被埋在地下，所以说，低压电缆在遭受雷击之后引发雷电穿过电压的可能性非常小。对于化工厂的建筑物而言，当雷电击中了机柜间或者变电所后会形成一定的电磁感应，此时低电位的反击就会促使雷电穿过电压，这对于机柜间和变电所中的电子设备造成一定的影响，轻则产生一些细微的故障，重则就直接损坏了这些设备，最终还影响这些设备的自控能力。

2.4 雷击的电磁脉冲

当雷电的电流经过电阻之后或者电感之后，期间其实会产生电磁效应，其中涵盖了闪电的电涌以及辐射电磁场等。对于石油化工企业而言，雷电的电磁脉冲对企业的安全运营产生一些直观性的影响，主要影响的是企业内的生产控制系统。对于DCS监控系统以及消防报警系统而言其实也产生了较大的影响，特别是当这些电气系统遭受影响之后，雷电电磁脉冲的电压经过电流时，就会引起系统操作失误现象的发生，最终就变成了永久性的破坏，这样就影响了企业的经济效益，对企业的生产形成了冲击。

2.5 静电感应

通常情况下，在雷云的底部都会带着静电荷，如果雷云处于较低的位置，加上静电场本身的问题，这时候这些区域中的金属其实会因为雷云的电荷性质发生一些变化。此时的雷云如果放电，就会直接发生电荷现象，一些金属导体上的感应电荷这时候就是去了束缚感，最终变成了一些可以自由移动的电荷。那么这时如果没有及时就进将雷电泄入地中，就会导致电位变高，同时还会击穿附近金属物件以及产生火花放电的现象，火花本身就非常的易燃易爆，所以造成的后果不堪设想。

3 我国石油化工工程中预防雷击的有效方式

3.1 对直击雷进行预防的方式

在很多大型化工厂中经常可以看到一些设备储罐，这些储罐其实都是按照国际标准要求设计的，当管壁大于4mm之后就不能再设置接闪器了[4]。与此同时，石油化工企业需要在罐区的附近设置一些避雷针，主要是为了避免那些独立金属物导致火花事故的发生，从而减少直击雷产生的危害，同时还能确保设备设施的安全运行。另外，在一些较高的建筑物上直接设置了照明灯，虽然大型储罐的周围设置可独立的避雷针，但一般情况下会因为这些储罐本身就是接闪器，加上高层建筑的顶层基本上都是由钢结构组成的护栏，这些护栏也会被安装上接闪器，所以当较高的建筑物上安装灯具之后，需要充分考虑接闪器的实际规格。简而言之，在进行一些外部设备装置的过程中，比如照明灯之类的灯具，无论是设计还是安装都需要按照国际标准进行设置，这样才能确保灯具的金属外壳厚度不会低于4mm，另外还要保证金属外壳和大型储罐之间可以完成电气的连接。

3.2 等电位的连接

目前的石油化工工程比较重视等电位连接工作，主要原因在于这项工作可以预防一些独立金属发生放电的情况，期间耗能有效预防雷电的反击现象。也就是说，在这个过程中需要确保高危险区域中的独立金属可以免遭雷击，就算遇到这种情况也要保证在雷击之后不会产生任何的电压。在解决雷电反击现象时，期间需要安装接地网，按照相关要求以及规定标准去安装防闪电感应的接地装置或者电子系统的接地装置，以此实现它们的共同使用。当雷电落到了接闪器上，这时候大部分的电流会被引到地面上，如果安装了接地网和其他设施设备，促使等电位的顺利连接，这时候的电位就会被均匀分布，雷电的反击现象就可以得到控制[5]。

3.3 防止地下电位出现反击以及雷电感应

在开展化工工程时，相关部门需要连接避雷针的接地装置以及金属设备，这样做的目的是为了形成公用的接地网。另外，一定要保证这两者之间的距离超过3m，从而保证避雷针和接地网的地下连接距离控制在15m之外，也只有这样才能防止避雷针遭受雷击，同时还能避免雷击金属设备现象的发生。另外，在避雷针和金属设备之间需要设置好警示标志，这样做是为了防止阴雨天气有人从这个区域穿过，以免造成不必要的损失。

3.4 安装保护装置

做好过电压的防治工作，不仅要加强电位之间的连接性，同时还要安装一些有效并且合理的保护装置。也就是说，需要在仪器上安装线路的保护装置，确保双重保护工作的展开以及推进，这样才能保证等电位的连接以及外加的保护器可以有效避免因为电压问题直接损坏这些仪器设备。

3.5 建立防雷系统

在石油化工工程中需要建设防雷系统，建设的目的主要是为了预防雷击对设备设施造成损坏，同时也是为了确保人们的生命安全。防雷系统在石油化工工程中属于一项非常复杂的工作，正是因为体系的完整性以及专业性，在展开工作时，工作人员需要充分考虑各种雷击所产生的危害，这样才能在日常工作中不会掉以轻心，同时还能保证整个工程的顺利生产[6]。

3.6 防止静电方面的措施

3.6.1 在石油产品中直接加入防静电添加剂

将一些防静电添加剂加入石油产品中，可以有效增加油品的导电性能，同时还能加强它的吸湿性，这样就能以最快速度减少静电方面的聚焦，同时还能消除雷击带来的危害。

3.6.2 防止人体产生静电

通常情况下，石油的运输系统经常设置在易燃易爆区，所以工作人员不能穿那些化纤材质的衣服以及围巾和手套等等，同时也不能随意将自己的衣服脱下来，期间也不建议使用化纤类的抹布去擦拭油罐容器。如果工作人员想要登上油罐的顶部，那应该特别注意衣服的材质，在实际的登罐过程中需要用水去一下没有油漆的那一面，这样做的目的是为了导出人体的静电。

3.7 防雷击工程的良好设计

在设计防雷工程时需要展开系统的并且因地制宜的措施，将外部防御以及内部防御措施相互结合起来，通过贯彻整体的防护思想，工作人员还应该综合运用分流、均匀以及屏蔽和接地等技术，从而构成一个完整的保护系统，这样才能获得更明显的防护效果。在现代的防雷技术中主要包含：①通过外部的防雷装置去实现接闪的分流，比如安装接闪杆以及网等等，引导落雷电，这样就能减少雷电电流的产生，从而减少直击雷产生的危害。②做好屏蔽工作，使用一些导电类的材料去缓解交变电磁场，然后制定一些区域并做好穿透方面的屏蔽，这样才能有效预防感应雷通过空间后对电磁场形成破坏。③设计人员需要加强接地方面的设计，通过借助一些接地方面的装置给雷电流提供一些低阻抗的泄流通道，这样才能预防雷击之后产生危害。④期间的合理布线是非常重要的一个环节，尽可能减少一些不闭合的环，另外还要保证线路变直，布线时应该远离一些较大的辐射设备和较强的干扰源。由此可见，合理并且不受任何限制的措施才能减少耗费电磁场中感应环路的面积，就能避免一些线路中产生感应电势。⑤加强等位工作的连接，促使原先分离的金属部件直接连接到雷电的保护系统中，这样才能确保导电等位连接通过浪涌保护器的连接之后，保障雷击电流造成的电位差直接变少。⑥展开电涌的保护工作，对那些不是直接参与的等电位连接而言，期间需要通过使用电涌的保护措施，并安装SPD去限制瞬时过电压，这样才能有效地保护仪器 设备。

4 结束语

通过观察当前的石油化工工程可以明显发现，雷击对其产生的危害相当严重，必须根据工程的实际情况采取相关措施，并定期做好防雷工作，才能保护人员及设备的安全。因为雷电属于自然现象，没有任何的规律可言，同时也很难预测如何去消除或者预防这些问题。因此，工作人员需要不断摸索并结合相关的理论知识并和实际相互结合起来，这样才能有效减少雷击对于石油化工工程所造成的伤害，以此促进我国石油化工工程的全面建设以及可持续性发展。