油庫防雷技術的改進措施探討

吉樂涵 竺振宇 尤逸超 陽洋

[摘 要]近幾年來，國內(nèi)油庫的數(shù)量隨著我國能源需求迅速增長，油庫庫容也跟隨猛增，例如某些國家石油儲備基地，罐區(qū)面積大、儲油罐數(shù)量多，隨之而來的是其安全問題的保障。據(jù)統(tǒng)計，我國大部分地區(qū)在夏季雷電活動較為頻繁，而油庫的防雷安全措施有著重要的地位。本文介紹了我國儲油罐區(qū)防雷的現(xiàn)狀，提出了幾點在多雷環(huán)境下儲油罐區(qū)的防雷改進措施。

[關鍵詞]防雷;儲油罐區(qū);措施;安全

[中圖分類號]TE88 [文獻標識碼]A

1 雷電對儲油罐區(qū)的影響

1.1 雷電的性質

為了更有力地改進防雷措施，首先需要明白雷電本身的性質。雷電產(chǎn)生時電壓能夠達到30萬伏甚至以上，電流也能超過20萬安培，同時也能夠產(chǎn)生巨大沖擊力和熱量，在自然界中是一種能量巨大的現(xiàn)象，并存著極大的危險性。

根據(jù)雷電的不同狀態(tài)，對的物體作用方式也不同，常見的線狀雷通常會直接擊害物體，球形雷是較為罕見的，通常圍繞擊害物體。而雷電的擊中危害大致可以分類成直接雷害與間接雷害兩種。直接的雷害就是雷電直接攻擊暴露在外沒有保護的物體;感應雷害則是通過雷電放電時所產(chǎn)生的電磁脈沖破壞附近的電子設備或其他精密設備，同時間接型雷害能夠通過電磁脈沖讓電子設備內(nèi)部發(fā)生放電，甚至冒出火花。

我國把年平均有雷暴的天數(shù)大于40天的稱作多雷區(qū)，小于等于15天的稱作少雷區(qū)，又由于我國大部分地區(qū)處于亞熱帶季風氣候區(qū)，雷電活動在6-8月比較頻繁，東南沿海地區(qū)許多城市都被列入了多雷區(qū)，而油庫、輸送管道在人口密集的沿海地區(qū)的分布也甚多，防雷工作顯得尤為重要。

1.2 雷電對于儲油罐區(qū)的影響

油料是一種易燃易爆的危險品，如果儲油罐區(qū)對于防雷問題稍有疏忽就會發(fā)生嚴重的爆炸事故，威脅到作業(yè)人員甚至周邊群眾的生命安全，同時也會帶來巨大的財產(chǎn)損失。

2 我國儲油罐區(qū)防雷安全措施現(xiàn)狀

2.1 安裝直擊雷預防設備

預防直擊雷的設備通常是以避雷針或稱接閃器的形式存在的，在生活中我們可以在建筑物或者一些高大樹木頂上看見此種裝置，儲油罐區(qū)亦是如此。避雷針作為用來避雷的裝置，它的原理其實與名稱中的“避”字并不是那么貼切，與其說是避雷針，不如說是“引”雷針。其定義是在需要被保護的物體或者建筑上安裝一根接收雷電的裝置，連接到埋在地下泄流地網(wǎng)，把雷電引流到地下的，起到保護物體的作用。原理則是在雷電接近被保護物體時，避雷針能夠在其頂端產(chǎn)生一個局部電場，從而影響雷電向針放電，避免被保護物體受到雷擊。

而在油庫中，通常會建設使用避雷帶或者避雷網(wǎng)。避雷帶是將原本使用鋼線接閃的避雷針用扁平的金屬帶代替，相比較避雷針，它的外觀與建筑結合性更好，保護范圍也更大，效果更好。避雷帶通常使用扁鋼制作，厚度大于等于4mm，截面積大于等于48mm?。避雷網(wǎng)與前兩者相比較，它對于建筑物來說并不是一個載外裝置，與建筑物的融合度更高。在建筑物中，暗裝避雷網(wǎng)通常把最上層的屋頂作為引雷的裝置，如果是在一些防水層和隔熱層比較厚的建筑物中，為了保證達到一定的安全規(guī)范，還需另裝輔助避雷網(wǎng)。

2.2 油庫接地裝置

油庫接地裝置的原理是將雷電產(chǎn)生的電流倒入地下后，有一種稱為SPD的電涌保護器，能夠有效保護雷電電磁脈沖與感應，通常設置在低電壓入戶區(qū)域的主配電柜中。有了第一層的保護，漏電保護系統(tǒng)作為第二層保護，它的合理設置為TN-S制動力系統(tǒng)、三線制照明電路。

對于接地電阻大小來說，在油庫建設中，設施設備不同，其所需的接地電阻也會不同，接地電阻1Ω對儲油罐、出油管線來說是最適合的，如若接地裝置需要整個并聯(lián)連接，則其安全有效接地電阻需要小于等于0.4Ω。在儲油罐區(qū)中，密封金屬油罐、外浮頂油罐一般選擇安裝接地裝置，避雷針不作優(yōu)先選擇;其他油罐則大部分都會選擇安裝避雷針或者避雷網(wǎng)、帶。

3 現(xiàn)有防雷技術存在的問題及改進措施

3.1 針對避雷針的改進

老舊式避雷針引雷范圍小，速度慢，考慮將老舊式避雷針更換為UND-ESE提前放電避雷針，其優(yōu)點如下：

（1）在一樣的高度上，UND-ESE提前放電避雷針的保護范圍會比普通避雷針大;（2）提前放電避雷針上行先導和下行先導的匯合點遠離針尖，能夠有效地減小雷電電流的幅值;（3）在相同的環(huán)境條件下，提前放電避雷針的敏感度比普通避雷針高很多，能夠進行提前放電，減少反應時間，引雷作用顯著，對雷電的非直接擊害如繞擊、側擊削弱更有效果，準確性更強，減少了雷電擊中保護物的幾率;（4）提前放電避雷針的防風、抗腐蝕能力強，重量體積小，安裝簡易方便，不需要再另外加裝同軸屏蔽電纜。維護程序簡單，不需要其他能源消耗;（5）價格合適，性價比高，適合大批采購。除了將避雷針本身的引雷范圍擴大外，還可以在儲油罐區(qū)外一定距離外設置類似于一個防護屏障的阻雷區(qū)，當在雷暴天氣有雷害時，可以將雷擊引離儲油罐，進一步地提高罐區(qū)的防雷安全性能。

3.2 針對浮頂油罐的防雷措施改進

避雷針雖能將雷電引流，但在事故中，原油儲罐一、二次密封油氣聚積，大量氣體存積在罐內(nèi)，某些浮頂油罐的浮盤在電流接入地下時容易產(chǎn)生火花，從而引起火災。針對這一問題，提出以下措施：

3.2.1 改造浮盤密封結構

可以將浮頂油罐的浮盤密封結構進行改造，例如盡量避免帶內(nèi)隔膜形式的不銹鋼板作為密封;設置油罐無油氣空間密封裝置，例如將外密封膜設置在下密封在浮頂外邊緣板之間同時與兩端密封接合成為整體密封;二次密封與浮盤做電氣連接。

3.2.2 充氮防雷滅火系統(tǒng)

采用充氮防雷滅火系統(tǒng)，當兩層密封之間的油氣濃度達到一定高度的時候系統(tǒng)自動沖入氮氣稀釋油氣濃度，這樣一來即使有雷擊后有電流通過產(chǎn)生火花，氮氣作為惰性氣體保護，不會發(fā)生爆炸。但是在沖氮防雷滅火系統(tǒng)中也有著許多的安全隱患，例如檢測可燃氣體濃度的準確度較低、氮氣作為不可呼吸氣體對人工休檢的風險較大、檢測儀的拆裝校驗破壞密封性等，還需要進一步的技術更新。

3.3 針對接地裝置的改進措施

直接接地是原有儲油罐防止直擊雷措施的主要方式，但是直接接地是將接地裝置直接安裝埋在土壤或其他埋地中，腐蝕問題也隨之而來，接地裝置阻值的大小也會跟隨腐蝕變化，影響著防雷系統(tǒng)的安全運行。接地裝置的受損有可能是由于電化學腐蝕、吸氧腐蝕，在環(huán)境較差、環(huán)境污染比較嚴重的地方原因主要為吸氧腐蝕。除了腐蝕問題，加之儀表不精準、環(huán)境等其他影響測量地網(wǎng)接地電阻準確值的因素，防雷接地裝置存在著較大的安全隱患。改進接地裝置，需要先從防腐做起。

3.3.1 選用合適的接地材料

做接地系統(tǒng)之前就地考察當?shù)赝寥狼闆r，選用合適的接地材料，粕去再生剛。使用性能優(yōu)良的高效降阻劑，高效降阻劑是一種新型的降阻材料，具有穩(wěn)定的化學功能、弱堿性、易凝固的保護接地裝置，一般在電阻率比較大的土地中作為防腐的處理劑，在土壤中既能夠不受土壤環(huán)境本身的腐蝕，也能夠阻防空氣的腐蝕。

3.3.2 陰極保護法

陰極保護法的原理是釋放一個外加電流在被腐蝕金屬結構物表面，使腐蝕發(fā)生的電子停止流失?；蛘咴诮拥亟饘倩蛘吆辖鸩课惶砑雨枠O，通過轉移腐蝕對象來保護接地金屬。值得注意的是在有陰極保護法的接地中不需要再在接地網(wǎng)中增加降阻劑。

3.3.3 涂刷保護漆

接地的連接處是腐蝕最為嚴重的地方，連接處接觸著地內(nèi)和空氣兩種不同的環(huán)境，腐蝕的類型不同，電位也會存在不同，最終會導致連接處出現(xiàn)電化學腐蝕，一般可以涂刷保護漆防腐蝕。由于連接處的檢修也比較方便，同時也要定期對其進行修理維護。

3.4 針對人為問題和防雷安全管理方面

首先關于防雷的重要性和雷電的知識要積極開展講座，強調(diào)油庫防雷的重要性。在開展建設之前先對當?shù)貧夂蜻M行仔細調(diào)查，收集資料，做出相應的防雷措施。對于各項建設防雷工作，類似于安裝防雷裝置等工作，需要嚴格按照相關規(guī)定要求。積極鼓勵相關技術人員深究防雷技術改進措施，向著更快更好的防雷裝置和技術方法的推廣普及。

4 結語

儲油罐區(qū)針對防雷的技術與措施現(xiàn)今還是有許多不完善的地方，充氮技術、防腐問題等等，都還有值得深究和上升的空間，防雷的安全設施和管理還能夠更加完善。隨著我國的能源需求逐漸增大，油庫的規(guī)模增大后，一旦發(fā)生事故，其帶來的后果和損失是不可設想的，其安全管理至關重要，防雷作為安全管理中的重要，需要采取科學有效的方法來完善、鞏固這項工作，才是最高效、最有效的。

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