探究如何做好新時(shí)期油田儀器儀表的雷電防護(hù)工作

沈晨

(大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心，黑龍江大慶，163000)

1 雷電對(duì)油田儀器儀表的危害形式

1.1 直擊雷

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，油田儀器儀表中出現(xiàn)的故障大多都是由電壓的瞬變和浪涌造成的，其中雷電是主要形式，會(huì)對(duì)油田儀器儀表帶來巨大破壞，不但會(huì)對(duì)油田正常工作帶來一定影響，還會(huì)給工作人員的生命安全帶來一定程度上的隱患。因此，相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)油田儀器儀表的雷電防護(hù)工作的重視，把其列為重要一項(xiàng)工作內(nèi)容。當(dāng)雷電擊中油田儀器儀表會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，所產(chǎn)生的熱量會(huì)與儀器儀表發(fā)生機(jī)械反應(yīng)[1]，從而對(duì)儀器儀表的外殼帶來較大破壞，會(huì)導(dǎo)致傳輸線和傳感器損害，進(jìn)而使信號(hào)發(fā)生中斷，影響儀器儀表的正常使用。

1.2 雷電感應(yīng)

正常情況下，雷電效應(yīng)有兩種類型，其一是人們生活中常見的靜電感應(yīng)。由于雷電在產(chǎn)生期間，產(chǎn)生的時(shí)間較快，使得雷電消失時(shí)，大地中的電荷也會(huì)跟著雷電一起消失，但導(dǎo)電體上的電荷還處于流通狀態(tài)，會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生較大的壓力。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是高壓電線和各類信號(hào)傳輸線共同作用所產(chǎn)生的靜電感應(yīng)[2]，由于靜電感應(yīng)具有不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，當(dāng)電流進(jìn)入儀器儀表中，會(huì)對(duì)儀器儀表產(chǎn)生一定程度上的破壞。其二，電磁感應(yīng)。在雷電過程中還會(huì)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，這種電磁場(chǎng)作用于金屬物體表面會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，但對(duì)金屬表面有一定的要求，必須是閉合回路才能發(fā)生電磁感應(yīng)。油田中的儀器儀表大多都是電子構(gòu)件，容易燃燒，在發(fā)生雷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，嚴(yán)重情況會(huì)使儀器儀表不能進(jìn)行正常工作，影響儀器儀表的正常使用。

1.3 雷電波入侵

雷電在釋放過程中會(huì)對(duì)高壓線路和金屬管線造成強(qiáng)烈沖擊，這種沖擊可能會(huì)進(jìn)入到管線內(nèi)部或者儀器儀表中[3]，雷電深入到內(nèi)部的途徑主要有：其一，高強(qiáng)度的雷電直接沖擊電線或者線路，由于雷電在瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的強(qiáng)度，并且傳播速度較快，會(huì)對(duì)管線造成脈沖式的高電壓入侵。其二，摩擦產(chǎn)生的靜電感應(yīng)。這種靜電感應(yīng)會(huì)使金屬管線上產(chǎn)生較大的脈沖波，脈沖波會(huì)沿著管線進(jìn)入到儀器儀表中，從而對(duì)儀器儀表造成一定程度上的損壞。其三，出現(xiàn)雷雨天氣時(shí)，雷電擊中建筑物會(huì)使建筑物頂部的引下線產(chǎn)生高壓脈沖波，對(duì)管線內(nèi)的信號(hào)造成干擾，從而對(duì)油田的儀器儀表造成損害，影響儀器儀表正常使用。

1.4 雷擊電磁脈沖

電磁脈沖主要是對(duì)設(shè)備和儀器儀表中的信號(hào)造成一定程度上的干擾，影響信號(hào)正常傳輸。伴隨信息技術(shù)不斷發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備和儀器儀表在油田中的廣泛應(yīng)用，一旦發(fā)生雷擊電磁脈沖，會(huì)影響儀器儀表的正常使用，影響油田的正常工作，會(huì)給油田企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 對(duì)油田儀器儀表的雷電防護(hù)措施

2.1 外部雷電防護(hù)措施

相關(guān)部門采取一定的措施做好雷電防護(hù)工作，即使發(fā)生雷電時(shí)，盡量把損失降到最低。首先，外部雷電防護(hù)措施。雷電的外部防護(hù)措施主要是在物體表面形成保護(hù)，保護(hù)措施有：接閃、均壓和引流。這些保護(hù)措施的主要目的是對(duì)暴露在外面的設(shè)備和儀器儀表進(jìn)行有效保護(hù)，防止受到外界環(huán)境因素的侵害，影響設(shè)備和儀器儀表的使用效果。原理是通過合理的布線和安裝接上設(shè)備把雷電所產(chǎn)生的熱量引到大地中，減少對(duì)儀器儀表所產(chǎn)生的熱量，進(jìn)而對(duì)儀器儀表起到保護(hù)作用。工作人員在對(duì)儀器連接過程中，可以根據(jù)建筑物表面儀器儀表的實(shí)際情況進(jìn)行有效連接，工作人員還要定期對(duì)儀器儀表進(jìn)行檢查和維護(hù)，在檢查過程中發(fā)現(xiàn)儀器儀表存在異常情況，要及時(shí)進(jìn)行維修，確保儀器儀表正常工作。工作人員在對(duì)儀器安裝過程中，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備安裝較高，要為設(shè)備連接防雷保護(hù)箱，對(duì)雷電進(jìn)行防護(hù)，防止出現(xiàn)雷電對(duì)設(shè)備和儀器儀表的損壞，一般情況下，在建筑物頂端都會(huì)安裝避雷針對(duì)儀器儀表進(jìn)行保護(hù)。

2.2 內(nèi)部防護(hù)措施

內(nèi)部防護(hù)主要是指室內(nèi)的儀器儀表和所供電的線路，由于雷電不能直接進(jìn)入到室內(nèi)的儀器儀表，因此，在對(duì)室內(nèi)雷電防護(hù)時(shí)主要采用屏蔽和分流的方法對(duì)其進(jìn)行有效防護(hù)。在室內(nèi)控制系統(tǒng)中的儀器儀表大多都是由電子元件所組成，這些電子元件是儀器儀表的關(guān)鍵部分，但這些電子元件較為脆弱，容易受到雷電的影響，所以，工作人員對(duì)儀器儀表做好雷電防護(hù)工作是非常重要的。在對(duì)防雷裝置設(shè)計(jì)過程中，工作人員不僅要對(duì)儀器儀表的表面進(jìn)行防護(hù)，通過增加防雷環(huán)減少雷電對(duì)儀器儀表的損壞，工作人員還要根據(jù)建筑物實(shí)際情況采取有效的防護(hù)措施，減少雷電對(duì)儀器儀表的影響。比如，在對(duì)建筑物設(shè)計(jì)過程中，工作人員可以把建筑內(nèi)部的鋼筋設(shè)計(jì)成一個(gè)有屏蔽作用的架構(gòu)，把屏蔽架構(gòu)和接地環(huán)進(jìn)行有效連接，從而形成一個(gè)屏蔽系統(tǒng)，防止雷雨天氣對(duì)儀器儀表的影響。對(duì)于那些暴露在表面的儀器儀表和設(shè)備工作人員應(yīng)該對(duì)其增加保護(hù)箱和金屬防護(hù)籠，把防護(hù)箱和防護(hù)籠與周圍的雷電防護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合，最大范圍內(nèi)增加建筑物的防雷效果，提高儀器儀表的保護(hù)性。

在雷電防護(hù)工作中，工作人員只對(duì)儀器儀表和設(shè)備的防護(hù)是不夠的，工作人員還要對(duì)電源和電路進(jìn)行有效防護(hù)，在對(duì)信號(hào)和電源防護(hù)時(shí)，工作人員可以采用雙層金屬和屏蔽層的電纜進(jìn)行有效保護(hù)。在對(duì)其設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員要把外層的屏蔽電纜進(jìn)行多點(diǎn)接地、內(nèi)層的屏蔽電纜進(jìn)行單點(diǎn)接地的方法，從而確保電源的安全性，提高信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，進(jìn)而提高儀器儀表的工作效率。

3 結(jié)語

工作人員不能避免雷電的產(chǎn)生，但可以通過相關(guān)措施做好雷電防護(hù)工作，由于油田生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及到很多方面內(nèi)容，這就需要工作人員加強(qiáng)學(xué)習(xí)，使其掌握深厚的理論知識(shí)、熟練使用先進(jìn)的設(shè)備，建立完善的防雷體系，根據(jù)國(guó)家相關(guān)要求做好油田儀器儀表的雷電防護(hù)工作，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)油田事業(yè)持續(xù)發(fā)展。

[1]肖桂丹.淺談如何做好新時(shí)期油田儀器儀表的雷電防護(hù)工作[J].化學(xué)工程與裝備,2017,(04):206-207+234.

[2]趙洋.新時(shí)期如何做好油田儀器儀表雷電防護(hù)工作[J].化工管理,2015,(12):34.

[3]韓旭生.做好油田儀器儀表雷電防護(hù)工作[J].科技與企業(yè),2013,(16):293.