化工企業(yè)防雷的意義及應(yīng)用分析

摘要 化工企業(yè)的裝置大多存在著易燃易爆的特點(diǎn)，且規(guī)模大，露天存放，自動(dòng)化的化工設(shè)備還安裝有大量的計(jì)算機(jī)電子儀器，很容易成為雷擊的對(duì)象。本文結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了化工企業(yè)建的特殊性和雷電災(zāi)害對(duì)化工企業(yè)的影響，進(jìn)而分析了化工企業(yè)防雷的意義和防雷的具體措施。

關(guān)鍵詞 化工企業(yè)；防雷；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào) U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）122-0102-01

1 化工企業(yè)防雷的意義

在化工企業(yè)，由于受到特殊的作業(yè)環(huán)境的影響，受到雷擊的幾率和雷擊可能帶來(lái)的危害，都比一般的建筑要大的多，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致起火、爆炸、影響經(jīng)濟(jì)和生命安全。雷擊對(duì)化工企業(yè)危害，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是雷擊會(huì)導(dǎo)致化工生產(chǎn)設(shè)備周圍的空氣產(chǎn)生極高熱現(xiàn)象，導(dǎo)致電力導(dǎo)線融化或者斷開，引起短路等電力故障，造成火災(zāi)或者爆炸；二是化工企業(yè)是金屬設(shè)備較多，受到雷擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的與雷電性質(zhì)相反的電荷，電荷產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓會(huì)導(dǎo)致電火花，擊穿空氣間隙引起火災(zāi)或者爆炸；三是雷電流會(huì)在雷擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的交變動(dòng)磁場(chǎng)，使化工設(shè)備導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起導(dǎo)線過(guò)熱融化或者產(chǎn)生放電；四、雷電形成的磁場(chǎng)或者雷電流會(huì)干擾化工企業(yè)控制室控制系統(tǒng)的電子元件或者線路，出現(xiàn)控制系統(tǒng)失控或者錯(cuò)誤的現(xiàn)象。在實(shí)際的工作中，出現(xiàn)過(guò)很多化工企業(yè)遭受雷擊從而導(dǎo)致設(shè)備損壞、油庫(kù)燃燒、爆炸等后果嚴(yán)重的雷擊現(xiàn)象，化工企業(yè)積極進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)具有重要的意義。

2 雷擊的種類分析

雷擊根據(jù)形成形狀特點(diǎn)大體可分為以下幾種：片狀雷、球狀雷和線狀雷三種。線狀雷既是人們常見的閃電的形式的雷擊；片狀雷一般產(chǎn)生在云層內(nèi)部，對(duì)化工企業(yè)的影響不大；球狀雷是一種特殊的雷電現(xiàn)象，即人們所說(shuō)的爆炸雷。球狀雷一般為紅色或者紫色的發(fā)光球體，直徑大小不一，在幾厘米和幾十米之間，從云層產(chǎn)生之后沿著地面滾動(dòng)或者隨空氣運(yùn)動(dòng)，存在的時(shí)間一般為3-5秒。球狀雷的危害在于可能穿過(guò)縫隙進(jìn)入室內(nèi)等一般情況下沒(méi)有防雷措施的地方，產(chǎn)生爆炸，造成很大的影響。

3 化工企業(yè)防雷設(shè)計(jì)的具體措施

3.1 防雷裝置的組成

根據(jù)GB50057-2010防雷規(guī)范的定義，防雷裝置由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成。內(nèi)部防雷裝置由防雷等電位連接和與外部防雷裝置的間隔距離組成。

接閃器，由攔截閃擊的接閃桿、接閃帶、接閃線、接閃網(wǎng)以及金屬屋面、金屬構(gòu)件等組成。是用來(lái)安裝在建筑物的上方，使其更接近云層，在雷擊產(chǎn)生時(shí)直接接受放電，然后通過(guò)引下線和接地裝置等將接受到的雷擊轉(zhuǎn)入地下，從而有效地避免了建筑物遭到雷擊。接閃器一般由鍍鋅鋼管制成，接閃器的材料和尺寸的的設(shè)計(jì)要滿足雷擊時(shí)電流的順利通過(guò)要求。

引下線。引下線一般采用鍍鋅防腐的圓鋼作為材料，在設(shè)計(jì)時(shí)取最短的途徑，可以直接利用建筑物的金屬結(jié)構(gòu)作為建筑的引下線，但要保證金屬結(jié)構(gòu)焊接的、可靠性。引下線在入地時(shí)要做好保護(hù)，以減少雷擊電流通過(guò)時(shí)的阻抗。

接地裝置是將雷擊電流引入地下的裝置，采用鍍鋅防腐的鋼管或者角鋼制成，埋入地下半米以上。接地裝置的埋設(shè)應(yīng)與建筑入口或者人行道保持3米以上的距離。小于3米時(shí)，要做深埋或者進(jìn)行瀝青高阻地面等安全措施。

3.2 化工企業(yè)防雷設(shè)計(jì)的具體措施

3.2.1 接閃分流

接閃分流是指利用接閃桿、接閃帶等外部裝置進(jìn)行防雷，直接將可能對(duì)化工建筑造成危害的雷擊截獲并導(dǎo)入地下，從而保護(hù)建筑物和其他化工設(shè)備的安全。接閃分流作為最為傳統(tǒng)的防雷方法，以其經(jīng)濟(jì)、有效的特點(diǎn)，在化工企業(yè)庫(kù)區(qū)的雷電防護(hù)中運(yùn)用廣泛。常規(guī)的接閃桿、接閃帶的設(shè)計(jì)必須要保證有足夠的高度才能完成防雷電任務(wù)。石油庫(kù)的防雷應(yīng)按照一類防雷對(duì)象設(shè)計(jì)，接閃桿的保護(hù)范圍有限，對(duì)于一些現(xiàn)代化的大型油庫(kù)，無(wú)法進(jìn)行全面的保護(hù)。新型的非常規(guī)的提前放電接閃桿ESE，具有保護(hù)范圍大、防雷擊效果好等特點(diǎn)，可以有效的減少接閃桿的數(shù)量而不降低油庫(kù)的防雷設(shè)計(jì)，已達(dá)到降低防雷設(shè)計(jì)成本的目的。接閃分流的防雷成功率難以確定，還會(huì)產(chǎn)生較大的泄放電流，產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)對(duì)化工企業(yè)的電子設(shè)備產(chǎn)生影響；泄放電流入地時(shí)會(huì)產(chǎn)生反擊電壓，對(duì)周圍的人和設(shè)備造成影響。

3.2.2 屏蔽防雷

首先，控制室要采取無(wú)窗的封閉結(jié)構(gòu)，對(duì)于建筑中的鋼筋和門窗等，要進(jìn)行一個(gè)整體的連接，形成一個(gè)屏蔽網(wǎng)。在室內(nèi)沿墻壁四周做一圈接地環(huán)，與屏蔽網(wǎng)形成有效的連接?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的屏蔽保護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備一般安裝在在配電箱內(nèi)，因此，首先要做好配電箱的外殼接地，其次要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作電源進(jìn)行SPD加裝，接電線接入低壓配電防雷接地系統(tǒng)。線路的屏蔽，是為了防治雷擊在線路上產(chǎn)生瞬間的過(guò)電壓，造成線路的燒毀。對(duì)于線路的防護(hù)，要做到沿線路設(shè)置屏蔽層，并進(jìn)行多點(diǎn)接地。為了減少由于多點(diǎn)接地帶來(lái)的低頻干擾，可將導(dǎo)線、電纜等穿入金屬管，將金屬管外殼進(jìn)行多點(diǎn)接地，將管內(nèi)導(dǎo)線屏蔽層進(jìn)行一點(diǎn)接地，即保證導(dǎo)線不受到雷擊電磁脈沖的影響，又有效的降低了低頻干擾。

3.2.3 等電位連接

根據(jù)GB50057-2010防雷規(guī)范的定義，等電位連接是指將分開的諸金屬物體直接用連接導(dǎo)體或者經(jīng)過(guò)電涌保護(hù)器連接到防雷裝置上，以減小雷電流引發(fā)的電位差。等電位連接對(duì)于保護(hù)用電和電子設(shè)備的安全具有重要的意義，接地可以看做是大范圍的等電位連接，等電位連接的范圍越小，電氣設(shè)備越安全。等電位連接可以分為總等電位連接、輔助等電位連接和局部等電位連接三種。總等電位連接（MEB）的作用是降低建筑物內(nèi)不同金屬部件和間接接觸電壓間的電位差，以及消除可能經(jīng)過(guò)建筑物內(nèi)外電氣線路或者金屬管道帶來(lái)的故障電壓。輔助等電位連接一般適用于當(dāng)電源網(wǎng)絡(luò)自身阻抗較大，在受到雷擊不能及時(shí)的切斷電源的情況，或者固定式的設(shè)備保護(hù)器不能滿足移動(dòng)式設(shè)備的防雷需求時(shí)。局部等電位連接適用于當(dāng)一個(gè)局部范圍內(nèi)有多個(gè)輔助等電位

（下轉(zhuǎn)第117頁(yè)）

（上接第102頁(yè)）

連接時(shí)，可通過(guò)等電位連接端子板將輔助等電位進(jìn)行連接。

3.2.4 電涌保護(hù)器SPD的運(yùn)用

電涌保護(hù)器進(jìn)行防雷的基本原理是，當(dāng)導(dǎo)線或者電子設(shè)備中產(chǎn)生過(guò)電壓的瞬間，即將保護(hù)對(duì)象包括設(shè)備和電路等，全部接入等電位系統(tǒng)，從而將雷擊帶來(lái)的瞬間過(guò)電壓限制在線路和設(shè)備的安全范圍之內(nèi)。SPD電涌保護(hù)器按工作原理可分為電壓開關(guān)型、限壓型和組合型；從類型上可分為電源SPD、信號(hào)SPD和饋線SPD。SPD具有多種連接方式，其中保護(hù)線與中性線之間設(shè)置SPD 和保護(hù)線分別與三根相線設(shè)置SPD的連接方法在化工企業(yè)較為常見，這種連接方式可以實(shí)現(xiàn)中性線等帶電導(dǎo)體與大地之間的共模過(guò)電壓，但對(duì)于防護(hù)相線之間和相線與中性線之間的差模過(guò)電壓沒(méi)有有效的防護(hù)。對(duì)于化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要選用組合式的多級(jí)SPD進(jìn)行防雷，安裝在建筑物各防雷分區(qū)的交界處。值得注意的是，LPZ0與LPZ1 區(qū)的交界處除了包含進(jìn)線處的主配電箱，還包含由于建筑頂層面積過(guò)大導(dǎo)致接閃桿不能全面保護(hù)到的頂樓配電箱，這兩個(gè)地方都需要安裝SPD進(jìn)行保護(hù)。

4 總結(jié)

由于化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備大多在戶外，且原料和產(chǎn)品具有易燃易爆性，因此，做好化工企業(yè)的防雷設(shè)計(jì)尤為重要。隨著化工企業(yè)自動(dòng)化水平的提高，除了采取接閃桿等基礎(chǔ)性的外部防雷之外，還要對(duì)雷電波、電磁脈沖等利用等電位連接、屏蔽、SPD技術(shù)進(jìn)行內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)，以最大限度的保證化工企業(yè)的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]劉利巧，胡愛林，賀克衛(wèi).化工企業(yè)的防雷設(shè)計(jì)與對(duì)策措施[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011（06）

[2]鄧寧文，康強(qiáng)，李韜.石油化工油庫(kù)的防雷設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2011，03.

[3]項(xiàng)中超，尚飛，唐華安.防雷保護(hù)技術(shù)在石化企業(yè)中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2011，30.