如何做好化工裝置的防雷措施

周明輝

河北省石油化工建設工程質量監督站 河北石家莊 050050

雷電危害是全球最嚴重的十大自然災害之一，且僅次于暴雨洪澇、山體滑坡的危害程度，排在第三位。近年來，我國化工企業數量增加、規模不斷擴大，化工裝置密集，工藝日趨復雜。 一旦遭受雷擊，將直接影響化工裝置的平穩運行，甚至損壞生產裝置，造成安全事故。 如何做好化工裝置的防雷措施，是化工企業長周期平穩運行的關鍵，也是杜絕安全事故的重要措施之一。

1 雷電的形成與分類

雷電是由于天空中大體積的云層間的相互高速運動、劇烈磨擦，使高端云層和低端云層帶上異性電荷，低端云層下面的大地上也感應出大量的異種電荷，形成一個極大的電容，當其場強達到一定強度時，就會產生對地放電，這就是雷電現象。

雷電分為直擊雷、感應雷、球形雷3 種。 直擊雷會對房屋等造成損毀；感應雷主要對用電設備造成破壞；球形雷的破壞力最強，有時爆炸，有時無聲而逝，有時在地面上緩慢移動，有時跳躍行走，有時在地面上不高處懸浮。 多年來，球形雷一直披著神秘的面紗，困擾著眾多科學家。

常見的避雷針（帶、網、線）對感應雷的防護是無能為力的。 因為感應雷的發生是通過金屬管、線將雷擊電流引入室內。這些雷電流的危害傳輸距離約3km。也就是說對于某一建筑物來說，距其3km 的地方如果有落雷發生， 它室內的電子設備就存在發生感應雷擊的可能性。 感應雷的防護方法主要有在進戶線上安裝電力避雷器，對進入室內的金屬管線等電位連接，以及對主要場所進行屏蔽等。

2 化工裝置防雷錯誤案例分析

2.1 案例一

室外電表箱或開關箱（圖1）內未設置電涌保護器（SPD）。 當室外電表箱遭受雷擊時會通過過大的雷電電流， 電涌保護器會通過電涌最大鉗壓有效熄滅雷電流通過后產生的工頻續流，把竄入電力線、信號傳輸的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護設備或系統不受沖擊而損壞。

2.2 案例二

化工裝置保護接地不準與避雷帶連成一體。 因為電源的PE 線若與避雷針、避雷帶連成一體是非常不安全的， 一旦避雷針遭到雷電的接閃，PE 線就會把雷電流帶進其他系統中。 GB50169-2016《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》第4.6.1 第6 款（強制性條文） 規定：“獨立避雷針和避雷線應設置獨立的集中接地裝置，其與接地網的地中距離不應小于3m。 當小于3m 時， 在滿足避雷針與主接地網的地下連接點至35kV 及以下設備與主接地網的地下連接點間沿接地極的長度不小于15m 的情況下， 該接地裝置可與接地網連接”。 該條文明確規定了避雷接地裝置與電氣主接地網的連接要求：首先，不能在地面上連接；其次，在地下相連時，連接點至35kV 及其以下電氣設備與主接地網的地下連接點不能靠得很近， 即沿接地體的長度不得小于15m。

圖1 室外電表箱

3 如何做好化工裝置的防雷措施

（1） 化工企業建筑物上防雷裝置及建筑物內部設施防雷裝置的檢測應按照《建筑物防雷裝置檢測技術規范》 的規定進行檢查；在爆炸和火災危險環境中，其電力設備防雷裝置應根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》的規定進行檢查。 在這些檢測工作中，要特別注意檢測排放爆炸危險氣體、 蒸汽或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等的防雷保護情況。

（2） 除一些常規的建筑物防直擊雷裝置外， 化工企業中更多的是要做好戶外化工裝置的防雷措施。 規范明確規定，露天布置生產工藝裝置，當金屬罐（管）壁厚度不小于4 mm 時，可不設單獨的接閃器，，但應有可靠接地，接地點不應少于2 處；兩接地點間距不宜大于30 m。 事實上，需要防雷的大部分金屬罐（管）壁厚都超過4 mm，按規范要求只做防雷接地就可以了。但在實際工作中需注意， 有些工藝裝置頂部有許多自控裝置，如電子自控閥、電子流量計、電子溫度傳感器等，這些裝置所處的位置存在雷擊風險，應注意檢查其是否處于直擊雷保護區內，有無防雷措施。

（3） 化工企業內的儲罐環境中往往存在大量的腐蝕物質，新建時防雷、防靜電裝置一般都能按規范要求做好， 但經過一段時間運行后， 極易造成儲罐接地線（帶）等防雷裝置受腐蝕而失效甚至斷開。 因此，對這類場所，一要注重連接截面的有效性和完整性；二要注意維保、重置后的復位連接是否符合規范要求。

（4） 化工企業中各類生產廠房（除第一類防雷建筑以外）、戶外裝置，，所有金屬設備、框架、管道、電纜金屬保護層（ 鎧裝、鋼管、槽板等） 和放空管等，均應連接到防雷電感應的接地裝置上；專用引下線、混凝土柱子內的鋼筋， 亦應在最高層頂和地面附近分別引出接到接地線（網）。

（5） 新建的戶外工藝裝置一般都能按規范設置防雷防靜電裝置，但化工企業有其特殊性，往往會根據生產工藝要求不斷技改，從而增設許多生產設備， ，如放散管、排風管、安全閥、呼吸閥、放料口、取樣口、排污口等。 對于爐區、塔區，非金屬外殼的靜設備區，高大、聳立（ 坐地） 的生產設備，機器設備區的大型壓縮機，成群布置的機、泵等轉動設備，，罐區，可燃氣（ 液） 體裝卸站，粉、粒料桶倉，框架、管架和管線以及不能作為接閃器的金屬設備，冷卻塔、煙囪和火炬，戶外高處易遭受直擊雷的燈具和電器等， 均應檢查是否按相關防雷規范施工，接地是否符合標準要求。

4 結束語

做好化工裝置的防雷措施，尤其是戶外生產裝置，如原料罐區、塔類裝置、空壓機泵房等界區，應根據化工裝置具體情況采取相應的防雷措施， 并制定完善防雷設施巡檢制度，做到隨發現隨解決，這樣才能減少或消除化工裝置的雷電事故，保證化工生產裝置長周期、安全、平穩的運行。