石油化工碼頭防雷防靜電裝置改進(jìn)方案

施家瑾

摘? 要：石油化工碼頭及其倉儲設(shè)施防雷防靜電裝置一直作為安全監(jiān)管的重點(diǎn)，加強(qiáng)防雷防靜電裝置的維護(hù)保養(yǎng)，提高防雷防靜電能力，防止和減少雷靜電災(zāi)害事故的發(fā)生，最大限度地消除雷擊事故隱患，保障港口設(shè)施安全可靠和高效運(yùn)行極其重要。文章結(jié)合工作實(shí)際，通過對防雷防靜電裝置案例分析，排查防雷防靜電設(shè)施的缺陷，探討并改進(jìn)防雷防靜電裝置防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：石油化工碼頭;防雷防靜電裝置;改進(jìn)

中圖分類號：TM866? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）16-0127-03

Abstract： The lightning and static protection devices of petrochemical wharves and their storage facilities have always been the focus of safety supervision， strengthening the maintenance of lightning and static protection devices， improving the ability of lightning protection and static electricity protection， and preventing and reducing the occurrence of lightning and static electricity disasters. It is extremely important to eliminate the hidden dangers of lightning accidents to the maximum extent and to ensure the safe， reliable and efficient operation of port facilities. In this paper， combined with the working practice， through the case analysis of lightning and static protection devices， the defects of lightning protection and static protection facilities are investigated， and the protective measures of lightning protection and static protection devices are discussed and improved.

Keywords： petrochemical wharf; lightning protection and static electricity protection device; improvement

1 基本防雷技術(shù)措施

1.1 接地

就是讓雷電電流順利地流入大地，有效泄放雷電能量，降低瞬間的電壓幅值。接地是所有防雷措施的基礎(chǔ)，接地電阻越小，過電壓值越低，防雷效果越好。

1.2 均衡

就是等電位接地，使系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在雷電波瞬間入侵時保持基本相等，不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差。等電位連接關(guān)鍵是地網(wǎng)的規(guī)范連接。

1.3 屏蔽

就是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設(shè)備影響的最有效方法，關(guān)鍵是線材的屏蔽選擇。

1.4 分流

就是在一切從室外來的導(dǎo)線（包括電力電源線、電話線、信號線、天線的饋線等）與接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鳎?dāng)直接雷或感應(yīng)雷在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。

分流是防護(hù)各種電氣電子設(shè)備的關(guān)鍵措施。雷電流在分流之后，仍會有少部分沿導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，故在導(dǎo)線進(jìn)入機(jī)殼前應(yīng)進(jìn)行多級分流。

2 輸油管道

2.1 問題描述

易燃易爆液體化工傳輸管道，分布碼頭道路兩側(cè)，并行、爬高、拐彎等長千米。管線粗細(xì)不等，內(nèi)巖棉保溫外鍍鋅鐵皮保護(hù)層，管架為水泥和鋼混用基礎(chǔ)。管廊上架設(shè)通長橋架，強(qiáng)弱電分層敷設(shè)與管道并驅(qū)，沿線配壓力表、流量計(jì)等控壓、控流和控溫設(shè)備設(shè)施。

2.2 現(xiàn)狀分析

管廊上下起伏、縱橫交錯，管道保持一定流速和溫度，傳輸產(chǎn)生靜電、集聚電荷，及附近江邊地貌溫壓濕等變化，綜合環(huán)境電磁場、高壓靜電場客觀存在。

現(xiàn)場有數(shù)處扁鋼接地點(diǎn)，原接地裝置勘測基本符合規(guī)范，但多處銹蝕可靠性較差。大部分管道本體接地電阻值符合要求，管道保護(hù)層接地電阻為無窮大，各個管道間阻值不等。電纜橋架與管道間阻值不等。長距離沒有接地裝置，且無專門共用接地。

2.3 改進(jìn)措施

2.3.1 增設(shè)接地點(diǎn)：長管線無分支每隔100m靜電接地，管線起伏架高、拐彎分支處接地，管道及金屬護(hù)套接地，管線閥門、增壓處系統(tǒng)接地，電纜槽及5m范圍內(nèi)的金屬體共用接地。

2.3.2 接地物、接地點(diǎn)除銹及現(xiàn)場清理：主要將管道接地部位進(jìn)行除銹清潔處理和現(xiàn)場環(huán)境的清理，以利于接地系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的連接操作。

2.3.3 制作與加工端子板、接地極及接地標(biāo)識牌（圖1）。

2.3.4 增設(shè)管道本體跨接線40×4熱鍍鋅扁鋼橫向焊接（圖2）。

2.3.5 增設(shè)管道外金屬保護(hù)層橫向單芯多股護(hù)套銅線4mm2鉚接（圖3）。

2.3.6 增設(shè)接地母線和主接地母線，把并行多管間跨接線、法蘭跨接線、分支連接線以及拐彎處接地的所有連接線根據(jù)連接線的距離分別接入接地母線，匯入主接地母線，引入接地干線，再連接到接地極。使用“M”式連接（圖4），使每個接地點(diǎn)的復(fù)雜接地連接合理規(guī)范，利于靜電及各種雜散電流迅速入地。

2.3.7 接地干線用熱鍍鋅扁鋼或等截面積的熱鍍鋅圓鋼，連接點(diǎn)焊接和拴接均可。

2.3.8 共用接地：在每個接地點(diǎn)設(shè)置1個接入大地的

接地極（接地體）。深挖70cm以上坑垂直埋設(shè)2500mm的50×50×5的熱鍍鋅角鋼。入地接地體盡可能設(shè)在江側(cè)低阻土壤。接地節(jié)點(diǎn)的連接方法：鉚接、螺栓、焊接、抱箍等，在每個接地點(diǎn)增設(shè)接地標(biāo)識牌。共用接地點(diǎn)其沖擊接地電阻不得大于10Ω。

2.4 難點(diǎn)探討

非新建輸油管線修復(fù)和加固須在一定條件下才能焊接施工。每個接地點(diǎn)引下1根接地干線，管線本體接地阻值符合要求，新增主接地母線替代接地母線直接焊接座拖橫梁。采用熱鍍鋅鋼材，施工注意動火作業(yè)防范措施，焊接、鉚接均牢靠，節(jié)點(diǎn)滿焊，防銹防腐處理。

3 控制機(jī)房

3.1 問題描述

機(jī)房概況：樓高9米，長18米，寬7米。南側(cè)與金屬管線高架連接，搭建鋼結(jié)構(gòu)房，西側(cè)距儲罐10米，且高樓4米左右?？繅€有一棵高于樓房的樹。戶外有傳統(tǒng)防直接雷保護(hù)裝置，1根引下線和主接地。工頻接地電阻為1.5Ω。

供電系統(tǒng)概況：配電房直供單相220V入機(jī)房1#分配電箱，多路輸出至PLC柜和樓外油罐現(xiàn)場儀表等設(shè)備。兩個整流器分別輸出多路+24V供工控設(shè)備，機(jī)房照明、空調(diào)、二樓部分用電等從機(jī)房2#三相分配電箱輸出。

3.2 現(xiàn)狀分析

周圍建筑物高，無等電位連接，機(jī)房不在他們的保護(hù)范圍，易遭直接雷和感應(yīng)雷的雙重襲擊。外防雷裝置基本符合規(guī)范，有一定的導(dǎo)走部分雷電流效果。但引下線少，地上無斷接卡，連接處接觸面太小，與樓內(nèi)外接地系統(tǒng)不共用。施工不規(guī)范，效果難以保證其穩(wěn)定性。

機(jī)房交直流供電系統(tǒng)布線較亂，PLC柜、整流器等負(fù)載的金屬外殼均無防雷裝置和保護(hù)接地保護(hù)。用數(shù)字萬用表200電阻檔對地測量均通，約有零點(diǎn)幾歐，斷開供電線路后再測量，結(jié)果是無窮大，屬假象接地。進(jìn)出信號在設(shè)備端口及網(wǎng)絡(luò)通信均未安裝SPD防雷保護(hù)。機(jī)房內(nèi)防靜電板未接地。

以上問題，使機(jī)房內(nèi)各處電位不等，造成防干擾能力差，從而使設(shè)備工作不穩(wěn)定，更經(jīng)不起強(qiáng)大雷電的襲擊。通過電源線路被感應(yīng)的瞬間雷電無釋放回路，在機(jī)房內(nèi)的各種線路端口形成高電位和反極電壓，對附近的低電位和金屬物放電造成值班人員看到雷電火光。

3.3 改進(jìn)措施

3.3.1 增加一根引下線，以加速分流雷電流。加大各種連接處的接觸面，并做防銹處理。樓主接地、南側(cè)鋼架房共用接地、機(jī)房接地端子板、樓附近內(nèi)外走線槽（架）及金屬管道聯(lián)合接地或力求建立有效的等電位接地系統(tǒng)。

3.3.2 規(guī)范分配電箱接線，在所有分配電箱的電源入端加裝三相、單相防雷器，24V直流防雷器，換防雷插座。設(shè)置接地端子板，就近接入等電位系統(tǒng)。

3.3.3 建立機(jī)房等電位均壓環(huán)，整理靜電板，使每塊靜電板都良好接地。

3.3.4 PLC柜的進(jìn)出信號在設(shè)備端口安裝SPD信號防雷器，以阻斷和釋放雷電流入地。將PLC柜內(nèi)設(shè)備及柜體接地保護(hù)按S型和M型組合接地式，建立端子板，通過端子板與等電位系統(tǒng)連接。

3.3.5 網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器和信號端口串接防雷器，并將接地保護(hù)并入等電位和共用接地系統(tǒng)。

3.3.6 附近建筑物離樓5米外管線高架處增加一處接地。

4 結(jié)束語

石油化工碼頭及其倉儲設(shè)施防雷防靜電裝置涉及面廣，有儲罐泵房、碼頭躉船，污染源自動監(jiān)測站房、變電所等具體設(shè)施，也有輸油臂、固定吊、高桿燈等具體設(shè)備。

防雷防靜電裝置現(xiàn)場檢查常見問題：雙面焊接不規(guī)范，接地干線搭接長度不夠扁鋼寬度的兩倍。機(jī)泵、過濾器的外殼部分沒有全部靜電接地，鍍鋅螺栓不是不銹鋼M10。工藝新增加自控裝置電動閥、流量計(jì)、傳感器不在防雷保護(hù)范圍內(nèi)。歷史遺留或不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行狀況均需重視并采取有效措施改進(jìn)?；やP蝕嚴(yán)重，有的整改難度大，儲罐接地干線根部斷裂，非大修才能整改。有的需探討，電力線路安裝各種保護(hù)間隙避雷器，只能把線對地的電壓限制到小于6000V，而線對線無法控制。本文舉例的兩起防雷裝置改進(jìn)措施后未發(fā)生不良影響。

石油化工碼頭及其倉儲設(shè)施防雷防靜電裝置，一方面提前“防”范，從個人穿戴防靜電勞保用品做起，學(xué)習(xí)規(guī)范，定期檢測，強(qiáng)化防靜電操作，另一方面發(fā)現(xiàn)問題，多去現(xiàn)場勘查，了解生產(chǎn)流程和產(chǎn)品性能，查找設(shè)計(jì)資料論證，探討安全適用的防雷方案，委托有資質(zhì)單位早實(shí)施“放”的改進(jìn)措施。防雷防靜電工作任重道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧寧.加油（氣）站防雷防靜電裝置檢測[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（31）：282.

[2]孟凡超.石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（12）：92-93.