油田配電設備雷擊事故淺析

滕慶富(大慶油田采油八廠生產運行部,黑龍江 大慶 163514)

油田配電設備雷擊事故淺析

滕慶富(大慶油田采油八廠生產運行部,黑龍江 大慶 163514)

雷電對于配電設備的危害是非常大的，輕者會使配電設備失靈,重則配電設備燒壞,甚至導致人員傷亡。所以，對于防雷技術措施更應該重視，在進行某項工程設計的時候就要合理優化配電系統的防雷，同時按照等電位的原則，結合實際的工程情況，選用合理的共用接地網,避免雷擊的危害。

雷擊危害； 雷擊原因；防雷措施

1 概述

對雷電的危害大家眾所周知，如森林、油氣揮發場所等的火災大部分為雷擊所致。近幾年來我廠儀表、計算機等電子設備屢被雷擊，造成很大的經濟損失。

2 雷擊的危害途徑

(1)雷擊過電壓 根據不同的原理雷擊過電壓可以分成直擊雷與雷電波侵入兩種形式。直雷擊就是天空中帶電的云層直接對地面的某點或者某個建筑物放電，這種直雷擊直接、快速、破壞力大，如果不能夠把電能及時的傳輸到大地中去，那么遭受直雷擊的建筑物就有可能受到巨大的損壞。雷電波侵入則與直雷擊不同，它不是直接對著建筑物放電，而是將雷電布放在建筑物外層線纜上。當雷電波對電纜放電后，雷電波就會和光速一樣的速度進行傳播，這樣的傳播速度會在頃刻間損壞電子設備，或者是控制系統。

(2)浪涌過電壓 浪涌過電壓實際上是一種感應電壓，它可以發生在所有的電線上。不管是通信類的電線，還是其它的電線，只要在電線的周圍發生了雷擊現象，就會有浪涌過電壓這種感應的電壓的出現。出現這種感應電壓主要與電線的鋪設高度、電線與雷擊發生地點的距離，還有就是電線本身的電阻等有關系。

(3)地電位反擊 當地面的建筑物在設計與建造達到時候就裝配有避雷裝置，那么當這樣的設施被雷電擊中以后，雷電流就會直接從接地的部分傳輸到供接地設備，也有可能出現大地被擊穿而絕緣，這樣雷電流就會流向另外的一臺設備，也就出現了反擊現象。導線回路未實行等電位連接,則可能產生火花放電。地電位反擊還可以感生出反擊電壓,有些反擊電壓高達幾千到幾十千伏甚至數百千伏并且沿著各種形式的接地線,以電磁波的形式向更大的空間范圍傳播,造成大面積的破壞。

3 雷擊實例分析

我廠宋二聯脫水轉油站游離水操作間遭遇雷擊，經現場確認造成儀表室3套防盜油系統損壞，2塊PLC采集模塊損壞，20臺安全柵損壞)，4臺浪涌保護器損壞(220V)；閥組間5臺質量流量計損壞，5臺LUY型旋進漩渦流量計外輸模塊損壞。

(1)現場接地系統電阻測試 對現場房屋和儀表柜共進行8個接地點電阻測試。其中：測量房屋避雷接地點5處，實測電阻值0.3Ω，符合設計要求無問題；測量新建游離水操作間內儀表系統接地點0.28Ω；UPS接地點1.4Ω；浪涌保護器接地點1.8Ω；以上均符合圖紙設計值R≤4Ω。檢測防盜油裝置天線桿避雷針接地引下線沒與接地裝置相連(現場判斷施工破壞)。

(2)分析造成雷擊的原因 ①第一種可能：遭直擊雷。由于管道防泄漏裝置的室外天線桿上的避雷針處于游離水操作間附近的最高點，根據雷電波的特點，雷電波先對避雷針(接閃器)放電，避雷針接地引下線沒與接地裝置相連，致使雷電流無法導入大地，造成管道防泄漏裝置的天線及與天線相連的信號線感應過電壓，雷電波以光速沿著信號線傳播，致使與信號線相連的電臺及與電臺相關聯的流量計產生過電壓而損壞。管道防泄漏裝置內產生感應過電壓，而管道防泄漏裝置的電源與儀表柜的電源均引自室內同一配電箱，因此造成與防盜油裝置電源相關聯的設備電壓過高，而2P柜內保護電源的5臺電源電涌保護器沒有接地，不能迅速的瀉流，可能使與之相關聯的設備的電壓過高造成損壞。②第二種可能：地電位反擊。建筑物也同時被雷電直接擊中,雷電流將從接地部分流向供接地設備,或擊穿大地絕緣而反擊破壞電子設備。

4 電氣設備的防雷措施

能否被雷電擊中和建筑物的本身有非常大的關系，根據國家的GB50054-95標準，在對電力設備和建筑物進行防雷措施的布置的時候要使用等電位連接，同時建筑物和其附屬的各類導電體都應該使用導體焊接到一起。現代建筑物防雷主要由頂部接閃器、網狀避雷帶、建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內的主鋼筋作引下線,利用地下鋼筋混凝土基礎作為接地體。

為了防止直擊雷情況的發生,可根據建筑物的具體情況,安裝不定數量的避雷針。加裝避雷器保護室外配電設備,做統一接地網,保證該接地網與所有設備的接地引下線體焊接。室內各種柜外皮、金屬屏與底座槽鋼連接,槽鋼與電纜溝道內的電纜支架用鍍鋅扁鋼焊接,與室外接地網形成一個完整的大接地網,成為一個整體。

從人身和設備安全以及抗干擾的角度來說,實行等電位連接可以徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,將金屬管道、信號線、電源線通過過壓保護器進行連接,內層保護區的界面處依此進行局部等電位連接,最終與等電位連接母排相連。

5 結束語

隨著電子技術的發展,數字控制技術被廣泛運用于配電設備中,電路的微電子技術成份逐年增加,耐受雷擊及其電磁效應的能力卻降低了,抗雷擊的防護標準逐步提高,必須構建合理高效的分流、屏蔽機制、攔截平臺、接地信號等科技技術措施來加以保護,在現實生產生活中應得到足夠的重視。

[1]楊萬國.自動化儀表系統的接地方式.《石油工程建設》.2005年04期

[2]石油化工儀表接地設計規范，SH/T3081-2003

滕慶富(1973-),男,大學本科,學士,工程師，現在第八采油廠生產運行部從事電力運行管理工作。