化工企業防雷技術研究

陳冠宇

(廣安市氣象局，四川 廣安 638000)

1 現代防雷的技術特點

在雷電監測預警方面，基于無線通信、云計算、大數據以及移動應用技術，研制無線傳輸蜂窩布局雷電預警系統，有效地解決了傳統雷電預警系統造價高，精度低的問題，實現提前預測雷云運動軌跡計算功能，有效地提高企業雷電安全管理水平。在輸電線路防護領域，開發了特色防雷技術及裝備，包括多電壓等級過電壓防護技術、架空線電纜線路防雷技術、線路繞擊防治技術、石化企業線路污穢治理技術、滅弧防雷間隙裝置、輸電線路防繞擊裝置、新型抗污穢涂料。在大型浮頂儲罐領域開發了成套防雷技術，從根本上消除了大型浮頂儲罐的雷擊火花放電隱患。在雷雨季節，雷擊的危險性大，這就需要化工企業加強防雷接地管理，不斷完善防雷接地設施。為確保建筑物與各類電子設備防雷接地裝置的安全可靠，車間在日常的巡檢工作中由巡檢工對接地裝置的連接點有無松動、金屬有無銹蝕等情況進行檢查，廠部在每年春季雷雨季節來臨前，扎實組織防雷防靜電隱患排查工作，并且每半年聯系檢測公司對接地裝置進行安全監測、檢測技術人員嚴格按照國家標準，對檢測的防雷設施電阻值進行測量，并對不符合標準的接地裝置進行整治。通過檢測，在有效防止雷電給人員及設備造成傷害的同時，還獲得了廠區內防雷接地裝置的準確數據，為日后設備設施的安全穩定運行奠定了基礎。

2 化工企業外部防雷技術

2.1 接閃器

化工企業的接閃器通常包括獨立避雷針、網、架空線等直擊雷防護部分。如果單獨的避雷裝置對高度有很高的要求，尤其是避雷針保護范圍有限，要達到保護效果需設立更多或更高的避雷針，則成本會相對較高。另外，避雷線一般用于保護高空線路且不便設立，所以一般運用比較少；可以將接閃器裝置安裝在建筑物上方最為方便。在防雷網(帶)布設的過程中，應注意要采取圓鋼或扁鋼材料作為避雷帶(網)的材料，并且需要沿著建筑屋檐、屋檐角、屋脊等位置進行布設，因為這些地方特別容易遭受雷擊，這樣布設可以使整個屋面形成一個網絡，達到接閃的目的。化工企業建筑物頂部最好采用明設避雷帶的方式，一是避免暗敷過深，二是避免雷擊引起碎裂的混凝土對人員造成傷害。

2.2 引下線

化工企業建筑物的引下線一般涉及2種方法：一是明裝引下線，并且使用的材料通常為圓形鋼或扁鋼。必須沿著建筑物的外墻鋪設，同時需要按照最短路徑進行接地操作。二是直接使用建筑金屬部件作為引下線。例如，經過一系列焊接和黏合后，混凝土柱中的4個φ≥10或2個φ≥16的鋼筋被用作引下線。這種類型的引下線需要確保上下暢通，同時需要在上端與屋頂的防雷網絡之間建立有效的連接，下端應和接地網絡連接以形成電氣通路。對于建筑物防雷，通常使用第二類引下線。

2.3 接地裝置

對于化工企業建筑物防雷裝置，人工接地體是使用定型鋼材一般敷設于混凝土中，埋深大于0.7m。應確保化工企業廠區內的所有接地體互通，確保輸卸電流作用。如果接地電阻值超過相關接地電阻要求，一般可以適當增加接地體或者使用降阻劑。根據建筑物相關的防雷標準，接地裝置一般小于10.0Ω，保護易燃物或電氣設備應當小于4.0Ω。

3 化工企業內部防雷技術

3.1 大型金屬儲罐防雷技術

通常情況下，化工企業對大型金屬儲罐的防爆要求較高，因此在防雷方面也更加嚴格。在此階段，大型金屬儲罐的防雷一般要求做到下述幾個方面：

(1)大型金屬儲罐油罐頂板大于4mm，可直接作為接閃器，反之應安裝接閃器，根據油罐的滾球半徑確立接閃器高度和規格。

(2)確立大型金屬儲罐的接地點應均勻分布且不少于3處，沿罐壁圓周的距離宜≤16m。連接大型金屬儲罐和儲罐區接地裝置的接地線需要采取防腐處理的鋼材，要求尺寸大于25mm×4mm。接地線焊接面積大于鋼材寬度2倍。

(3)在距離地面30～100cm的地方裝設斷接卡子，同時可以連接靜電釋放裝置共同接地。

(4)在相應的受保護設備位置，安裝與設備的耐壓水平相吻合的電涌保護器(SPD)。

(5)接地極應選擇防腐材料，地網共同連接，形成大地網，留出地網測試極，以便后續檢測地網情況。

3.2 電子信息系統防雷

化工企業內部一般配備了大量電子設備和儀器控制系統。一旦它們受到雷電電磁脈沖的攻擊，將導致電源系統中斷，通信故障抑或自動控制系統失控等故障問題，所造成的損害十分嚴重。因此，有必要做好化工企業電子信息系統的防雷工作。電子信息系統的雷電防護技術涉及防直擊雷、接地分流、等電位聯結以及浪涌保護器等各類措施。只有科學使用這些技術方法，才可以獲取理想的防雷效果。

(1)防直擊雷。化工企業電子設備儀器控制系統作為被保護的核心，應處于LPZ1區域。化工企業精密的電子系統應遠離引下線。

(2)等電位連接。雷電擊中電子信息系統之后，釋放雷電流的通道上的電勢將瞬時升高，瞬時電勢差將在通道周圍的金屬物體上形成。一旦該電勢差超過設備的絕緣所承受的強度，將導致其被閃電擊穿，這將導致儀器和其它設備遭受一定的損壞。為了能夠較好地避免此類風險，有必要將電子系統設備外殼與其它設施、設備外殼共同連接達到等電勢。

(3)接地。當前，化工企業電子信息系統機殼接入地網，可以有效隔離電子信息系統受到的電磁干擾和電子設備共模干擾，既能防止雷擊引起的感應電流，又能釋放機殼泄露的工作電流和靜電。

(4)浪涌保護器(SPD)。一般而言，使用浪涌保護器(SPD)的作用是防止雷擊引起的電壓過大與系統操作引起電壓過大對儀器的損害。在通信系統、低壓電力系統、信號網絡上布設SPD，能夠較好地防止過電壓所形成的損壞。選擇以及布局時應該采取多級SPD的保護形式，從而避免化工企業電子設備被雷電襲擊，同時浪涌保護器的漏電流指標在線路允許的范圍內越穩定越好。