大型儲油罐事故分析及防雷接地

張庫

摘 要：近年來隨著中國對于石油需求的日益增長，石油安全保障日益受到重視，早在“十五”發(fā)展規(guī)劃中，有關(guān)部門就明確提出了“加快建設(shè)國家石油儲備體系包括戰(zhàn)略和民用，到2005年儲備能力達到800萬立方米”的目標，隨之我國也建立了多個大型的石油儲備庫，儲備油庫的安全也漸漸被人所重視，尤其是在近幾年所發(fā)生的大型石油儲備庫儲罐雷擊火災(zāi)事故，更讓人們認識到大型儲油罐的防雷接地的重要性，本文就大型石油儲備庫儲油罐的防雷接地作以簡要介紹。

關(guān)鍵詞：儲油罐 防雷接地

一、國內(nèi)大型儲油罐的事故分析

近年來隨著石油儲備庫的建設(shè)投產(chǎn)，尤其是大型的石油儲備庫的投產(chǎn)儲油，大型儲罐由雷擊引起的火災(zāi)事故也漸漸增多，以下是近年來發(fā)生的大型石油儲備庫的雷擊事故：

2006年8月7日，中國石化集團管道儲運分公司儀征輸油站的G16號15萬方外浮頂鋼制儲油罐遭雷擊，造成浮頂與罐壁間的二次密封間起火。

2007年5月24日鎮(zhèn)海國家石油儲備基地油庫的G一47號10萬方外浮頂鋼制儲油罐遭雷擊，造成浮頂與罐壁間的二次密封間起火。

2007年6月24日鎮(zhèn)海國家石油儲備基地油庫的G-47號10萬方外浮頂鋼制遭雷擊，造成浮頂與罐壁間的二次密封間起火。

2007年7月7日中國石化集團管道儲運分公司白沙灣輸油站，G一3號10萬方外浮頂鋼制儲油罐遭雷擊，造成一、二次密封間起火。

以上的事故均未造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，火情在很短時間內(nèi)得到控制，這一方面說明了我國大型石油儲備庫的運行管理、消防預(yù)警、安全設(shè)施已經(jīng)達到了一定的水平，但從另一個方面來看在防雷接地方面仍有需要完善的地方，1989年的黃島油庫爆炸所帶給我們的就是一個沉痛的教訓。

二、大型儲油罐的防雷接地

1 雷電簡介

雷電是自然界中的放電現(xiàn)象，它的形成是帶電的云塊，對地產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使大地表面出現(xiàn)異號的電荷，兩者組成了一個巨大的電容器，如果雷云中的電荷密集處電場達到25-30KV/cm，就會由云向地開始先導放電，也就是說該處空氣由原來的絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ姷目諝馔ǖ?，稱為“先導放電通道”，它從云中帶電中心向地面發(fā)展，當先導到達地面時，就產(chǎn)生了強烈的“中和”過程，出現(xiàn)了極大的電流，這也正是雷電的主放電階段，主放電階段時間很短只有50-100微秒，主放電階段結(jié)束后，雷云中殘余的電荷經(jīng)主放電通道向下移動到大地，這個電流約數(shù)百安，時間較長。

雷電危害最大的階段也就在“主放電階段”，雷電電流平均約為20000安，雷電電壓大約是10的10次方伏，平均一次雷電發(fā)出的功率達200億千瓦，雷電本身產(chǎn)生的熱量足以釀成一場大火。

通常雷擊有三種主要形式：一是直擊雷，帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象；二是感應(yīng)雷，當直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻大，以致出現(xiàn)局部高電壓，或者由于直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象；三是球形雷。

2 儲罐的防雷接地

2.1大型儲罐防雷接地規(guī)范

大型的儲罐的防雷接地按照GB50074-2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》有如下的規(guī)定：

2.1.1 裝有阻火器的地上臥式油罐的壁厚和地上固定頂鋼油罐的頂板厚度等于或大于4mm時，不應(yīng)裝設(shè)避雷針。鋁頂油罐和頂板厚度小于4mm的鋼油罐，應(yīng)裝設(shè)避雷針（網(wǎng)），避雷針（網(wǎng)）應(yīng)保護整個油罐。

2.1.2 浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐不應(yīng)裝設(shè)避雷針，但應(yīng)將浮頂與罐體用兩根

導線做電氣連接。浮頂油罐連接導線應(yīng)選用橫截面不小于25平米的軟銅復(fù)絞線。對于內(nèi)浮頂油罐，鋼質(zhì)浮盤油罐連接導線應(yīng)選用橫截面不小于16平米的軟銅復(fù)絞線，鋁質(zhì)浮盤油罐連接導線應(yīng)選用直徑不小于1.8mm的不銹鋼鋼絲繩。

2.1.3 覆土油罐的罐體及罐室的金屬構(gòu)件以及呼吸閥、量油孔等金屬附件，應(yīng)做電氣連接并接地，接地電阻不宜大于10Ω。

2.2 大型儲罐的防雷接地措施

2.2.1 罐體防雷接地

在儲油罐的實際防雷接地設(shè)計及施工中一般采用的是在大型儲油罐的周圍連接多處接地點，由與罐體焊接處的接地卡將雷電引入大地。

儲油罐的周圍均勻分布了十處接地點，各分支通過和主接地的連接使儲備庫的接地系統(tǒng)成為一個整體。

在施工中應(yīng)當值得注意的是要盡量保證接地阻值越小越好，這樣雷電更容易通過接地系統(tǒng)導入大地，還應(yīng)按照《標準規(guī)范》，將罐體和浮頂進行有效的電氣連接。

2.2.2 儲罐外圍避雷針防雷

罐體的接地連接是大型儲油罐的通用做法也符合國標規(guī)定，但通過前面的幾起事故案例我們可以清楚的看到，雖然有罐體的防雷接地保護，但在雷雨天氣仍舊存在雷擊起火的危險，這主要是由于浮頂與罐壁的電氣連接不良或者是罐體密封性差，罐頂受雷擊所致，由此我們可以看到僅僅在罐體上進行防雷接地連接是不夠的，為了避免在雷電天氣罐區(qū)遭到雷擊，裝設(shè)避雷針是一個可取的辦法。

為了有效的避免罐頂遭到雷擊，我們可以在儲油罐的四周設(shè)立獨立的避雷針，根據(jù)“滾球法”參考罐體的高度等數(shù)據(jù)計算避雷針的安裝高度，使儲油罐處在避雷針的有效保護范圍之內(nèi)，通過避雷針將雷電引入地下，防止雷電直接擊中罐頂?shù)目赡苄?，減小了儲油罐受雷擊的危害，在此過程中我們應(yīng)該注意的是應(yīng)將避雷針的接地和儲備庫的整體接地相分離，并保持一定的距離，以防避雷針引雷入地后造成對周圍設(shè)備建筑的反擊。

對于大型的石油儲備庫，一般都包含了多個大型儲油罐，這種情況下，我們可以將儲油罐區(qū)進行區(qū)域劃分，對每一個區(qū)域裝設(shè)整體的避雷系統(tǒng)，而不是單個儲罐四周安裝避雷針。

三、結(jié)束語

本文主要結(jié)合實際工作和近年來我國大型儲油罐的雷擊事故對大型儲油罐的防雷接地做了簡要的介紹，使我們對于大型儲油罐的防雷接地有所認識和了解，并針對大型儲罐的防雷提出實際的接地方法。

參考文獻：

[1]中國石化建設(shè)工程公司， 《石油庫設(shè)計規(guī)范》.

[2]中華人民共和國機械工業(yè)部，《建筑防雷擊地設(shè)計規(guī)范》.