大型煤化工企業(yè)的防雷對策

武連新

(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 靖邊 718500)

雷電是一種大氣中的放電現(xiàn)象，在發(fā)生雷電時，可在短時間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)萬伏的沖擊電壓，放電電流也可達(dá)到幾十萬安培，這樣強(qiáng)大的高電壓會對建筑物、設(shè)備、樹木、人體等產(chǎn)生很大的威脅，可以引起巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，對雷電的電流特性進(jìn)行分析，通過科學(xué)的防雷措施提高化工企業(yè)的綜合防雷水平勢在必行。

一、雷電的產(chǎn)生

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種大氣中的放電現(xiàn)象，雷電在形成過程中會積累正負(fù)電荷，當(dāng)不同電荷的雷云碰在一起時，它們之間就會存在一個電場。隨著雷云電荷的不斷積累，電場的強(qiáng)度也隨之增大，一旦電場強(qiáng)度達(dá)到25-30 kV／cm時，在雷云之間就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電，且電流可以達(dá)到至少200KA，溫度也能達(dá)到20 000℃，在放電過程中還會伴隨強(qiáng)烈的閃光和轟鳴聲。當(dāng)雷云很低時，在地面上的凸顯物上就會感應(yīng)出異性電荷，隨著電荷的積聚，達(dá)到一定程度時，就會在雷云和地面凸顯物之間產(chǎn)生放電現(xiàn)象，我們稱之為直擊雷。在雷云放電的附近，還會出現(xiàn)雷電感應(yīng)，分為電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)是在發(fā)生雷擊時，會在電流周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場，并在磁場周圍的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)到很高的電壓。靜電感應(yīng)是由于地面凸出物的電荷在雷云放電時會失去束縛，同時以很高的速度流回地中。

二、雷電的分類及危害

1、直擊雷：高空雷云直接對地面的建筑物、設(shè)備儀器、樹木、人體放電，產(chǎn)生的電流可以達(dá)到幾百KA，同時產(chǎn)生的高壓效應(yīng)也會產(chǎn)生數(shù)萬伏沖擊電壓，如此大的高壓可以瞬間毀壞建筑物和其他物體，還能穿透絕緣體是電器設(shè)備發(fā)生短路，引發(fā)火災(zāi)。

2、感應(yīng)雷：在發(fā)生直擊雷時，雷電流在對地放電時會在金屬導(dǎo)體周圍產(chǎn)生感應(yīng)的電動勢，這時就會產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場。此時，感應(yīng)電動勢會是通訊線路、供電線路產(chǎn)生強(qiáng)大的高壓電勢，破環(huán)供電系統(tǒng)，損壞通信設(shè)施和電子器件，嚴(yán)重時也會發(fā)生火災(zāi)。

3、飄雷：在直擊雷發(fā)生的同時也有可能出現(xiàn)紅色或蘭色的火球，這種火球隨風(fēng)漂移，遇到物體時再次放電，會對建筑物、設(shè)備和人體產(chǎn)生損害。

4、滾雷：雷電在對大地放電時，沒有將電一次性放完，這時便可能會產(chǎn)生帶電火球在地面滾動，直到火球的電能釋放完后，火球才會消失。在火球滾動時會對地面上的物體構(gòu)成危害。

5、雷電流高熱效應(yīng)放出的強(qiáng)大電流，會產(chǎn)生巨大的熱能，這些熱能可將金屬融化。

6、雷電流的機(jī)械效應(yīng)主要為雷電擊中物體后會使其發(fā)生爆炸、撕裂等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致財產(chǎn)和人員的損傷。

7、雷電波的侵入對建筑物的反擊作用可能會使電氣線路或配電裝置短路而引起火災(zāi)、爆炸。

三、雷電對化工企業(yè)產(chǎn)生的危害種類及其防護(hù)

1、直擊雷的危害及防護(hù)

直擊雷是高空雷云與地面上的凸出物之間的放電引起的。當(dāng)雷電擊中以煤、天然氣為原料生產(chǎn)甲醇等產(chǎn)品的化工企業(yè)時，由于雷電流的高熱效應(yīng)產(chǎn)生巨大的熱能，容易造成煤、天然氣、甲醇等化工產(chǎn)品的燃燒、爆炸或造成金屬熔化引起火災(zāi)，也可能因直擊雷產(chǎn)生的數(shù)萬伏沖擊電壓造成廠房內(nèi)的設(shè)備損壞，如此強(qiáng)大的電壓在瞬間對化工企業(yè)造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。

防直擊雷的主要措施是在該化工企業(yè)的建筑物上安裝避雷針、避雷網(wǎng)（線）和避雷帶等避雷裝置。同時也要將避雷線安裝在工廠的高壓輸電線路上。完整的避雷裝置包含了接閃器、引下線和接地裝置。上述所說的針、網(wǎng)、線、帶都是指的接閃器。接閃器在這里所起的作用是利用工廠建筑物的凸出地位將雷電引到自己身上，接著通過引下線和接地裝置將雷電引向地面，這樣就保護(hù)了工廠建筑物免受雷擊。在安裝引入線時，要保證器不能彎曲，也不能用鋁線做引下線。

2、感應(yīng)雷危害及防護(hù)

在雷云放電的附近，還會出現(xiàn)雷電感應(yīng)，分為電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)。這兩種雷電感應(yīng)都能產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電動勢，可使得供電線路、通信線路產(chǎn)生巨大的高壓電勢。這種高壓電勢極易損壞掉化工廠的機(jī)器、電路，引起煤、天然氣、乙醇等易燃易爆物的燃燒、爆炸。

對于感應(yīng)雷的防護(hù)，應(yīng)區(qū)別對待電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)。為防止電磁感應(yīng)，當(dāng)平行管道或交叉管道不足0.1m時，必須每隔20m到30m用金屬線銜接。在獨立使用避雷針或避雷線（網(wǎng)）時應(yīng)該有自己獨立的接地裝置，同時要讓每一個接地電阻不大于5-10Ω。為防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)大高電壓，必須將工廠內(nèi)的金屬設(shè)備、金屬管道等與地相連。對于鋼筋混凝土的屋頂，為保證建筑物的安全，也要將鋼筋焊成6-12m的網(wǎng)絡(luò)，將其連成一個通路，并與地相連。若不是非金屬屋頂，也要裝上6-12m的金屬網(wǎng)絡(luò)，并與地相連，因為化工廠屬于雷電的高危區(qū)，必須要注意工廠建筑物、設(shè)備和化工原料的安全，防止發(fā)生火災(zāi)和爆炸事件。

3、雷電波侵入危害及防護(hù)

雷電波的侵入也是對化工廠的雷電危害之一。雷電波由于雷電擊中建筑物的金屬管道或架空線路產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，這種沖擊波可能使廠房內(nèi)的電子設(shè)備和儀器發(fā)生損壞或是人觸電身亡，更有使電氣線路或配電裝置發(fā)生短路而引起火災(zāi)、爆炸。

為防止雷電波沿低電壓線路進(jìn)入到廠房內(nèi)，最好用地下電纜代替低壓線路供電，并要將電纜的金屬外皮接地。對于其他的建筑物若采用架空線供電，那么在廠房外裝上一組低壓閥型的避雷器，并和子鐵腳一塊接地；也可保持3mm的間隙，當(dāng)雷電波襲來時，避雷器可以切斷雷電波，保護(hù)廠房內(nèi)的設(shè)備和儀器等安全。

四、注意防雷裝置的檢查

化工廠劃為第一類防雷建筑物，一旦受到雷擊，將會造成巨大的破壞和人身傷亡。因此，必須注意防雷裝置的檢查，以確保化工廠的廠房、設(shè)備、材料和人員的安全。

1、對于化工廠的普通場所，應(yīng)在每年的雷雨季節(jié)前作定期檢查，而對于重點部分，則應(yīng)該在每年的春秋兩季均進(jìn)行定期檢查。

2、因為腐蝕或者其他原因?qū)е路览籽b置各部分導(dǎo)體出現(xiàn)折斷，銹蝕等超過30%時，必須更換設(shè)備。

3、經(jīng)常檢查接閃器，避雷器瓷套是否完好，并定期進(jìn)行預(yù)防性試驗。檢查斷接卡和木結(jié)構(gòu)的接閃器支桿是否完好，并檢查接地裝置周圍是否有土壤沉陷現(xiàn)象。

4、測量所有接地裝置的接地電阻是否符合安全要求。若發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行全面檢查，必要時可補(bǔ)打電極。

5、獨立的避雷針及其接地裝置不得設(shè)在易燃物和人常出沒處。

總之，我們必須正確認(rèn)識雷電，正常掌握雷電的規(guī)律和防范措施，以減少雷電產(chǎn)生的災(zāi)害，減低雷電對人類造成的損害。

[1]廖錫源，李敬源.《雷電的危害及預(yù)防措施》.《氣象研究與應(yīng)用》，2009年第1期.

[2]眭廣瑞.《淺談雷電的危害及預(yù)防》.《百業(yè)科技》，2009年第3期.