煉油化工企業(yè)現(xiàn)場儀表防雷技術(shù)分析

張明輝

（中海油惠州石化有限公司，廣東惠州 516082）

在多年的發(fā)展過程中，我國許多煉油化工廠都已經(jīng)取得了顯著的防雷治理效果，但是近年來雷擊現(xiàn)象發(fā)生的概率依然呈現(xiàn)出了不斷增加的趨勢。而在雷擊現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，煉油化工廠的現(xiàn)場儀表設(shè)備不僅會受到嚴(yán)重的損害，與此同時(shí)，其使用壽命也會大打折扣。為此，相關(guān)人員只有立足于相應(yīng)的防雷原理，設(shè)計(jì)出科學(xué)的防雷體系，才能夠在最大程度上消除雷擊現(xiàn)象的危害，保障煉油化工廠的生產(chǎn)安全性[1]。

1 煉油化工企業(yè)防雷原理分析

作為一種自然放電現(xiàn)象，雷電現(xiàn)象出現(xiàn)的過程雖然較為短暫，但是卻能夠產(chǎn)生較高的電壓，進(jìn)而對人類的生產(chǎn)過程造成極大的影響。從雷云的生成開始，一直到其開始放電的整個(gè)過程當(dāng)中，都存在著多種不同的物理反應(yīng)。除了靜電感應(yīng)之外，雷電現(xiàn)象還會帶來巨大的電磁輻射。而在這些不同的物理效應(yīng)共同發(fā)生作用的情況下，室內(nèi)的弱電設(shè)備就會受到嚴(yán)重的損害，進(jìn)而發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。而在人類的電子技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)代生產(chǎn)過程當(dāng)中，雷電事故的發(fā)生概率更是有增無減。在雷擊現(xiàn)象發(fā)生之后，不僅生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備會受到極大的破壞，與此同時(shí)，相關(guān)企業(yè)的通訊系統(tǒng)也會受到極大的影響，甚至出現(xiàn)工作停頓的現(xiàn)象。而在防護(hù)雷電現(xiàn)象的過程當(dāng)中，相關(guān)人員不僅應(yīng)采取有效的措施對直擊雷進(jìn)行防護(hù)，與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對可能出現(xiàn)的感應(yīng)雷現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)避[1]。

多數(shù)雷電會在運(yùn)作的瞬間釋放出電流，更會借助建筑物來進(jìn)行傳播。如果周圍不存在防雷系統(tǒng)，電流就會直接經(jīng)過安裝在最高處的儀表。如果儀表在設(shè)計(jì)的過程中沒有采用有效的防雷裝置，自然也就不能夠安全存在。

2 雷電現(xiàn)象的具體分類

根據(jù)不同地區(qū)的特征，雷電一般可以分為熱雷電、縫雷電和地形雷三大主要的 特征。本文主要分析直擊雷、感應(yīng)雷和傳導(dǎo)雷這三種具體的雷電方式。

2.1 直擊雷

直擊雷作為一種較為常見的雷電形式，可以通過對建筑物的直接作用，來使得其中的物體受到嚴(yán)重的破壞。在直擊雷現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，其產(chǎn)生的強(qiáng)大電流會在極短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)大的機(jī)械振動力，并同時(shí)散發(fā)出極高的熱量，進(jìn)而使其擊中的物體出現(xiàn)巨大的損傷。與此同時(shí)，當(dāng)流經(jīng)過物體的時(shí)候，感應(yīng)電壓必然會隨之而產(chǎn)生，而這種電壓很有可能會導(dǎo)致絕緣層受到破壞，進(jìn)而引發(fā)爆炸等嚴(yán)重的事故[2]。

2.2 感應(yīng)雷

在建筑物沒有直接被雷電擊中的情況下，雷電所產(chǎn)生的電磁場也會使得建筑物內(nèi)部的一系列設(shè)備受到嚴(yán)重的破壞。尤其是當(dāng)雷擊中心點(diǎn)和建筑物之間的距離較近的時(shí)候，這種強(qiáng)大的電磁場甚至可以使得建筑物當(dāng)中的一系列供電信號以及線路悉數(shù)被摧毀[2]。

2.3 傳導(dǎo)雷

如果在雷電現(xiàn)象產(chǎn)生的時(shí)候，建筑物的電力線路直接被其擊中，那么線路當(dāng)中的過電壓就會隨之而升高，進(jìn)而使得周圍的電磁脈沖壓力大大增加。而在這一脈沖影響范圍內(nèi)的各種電信號和線路會相繼出現(xiàn)較高的過電壓。與此同時(shí)，這些過電壓也會通過各種與設(shè)備相連的線路，對后端設(shè)備產(chǎn)生極大的破壞和沖擊。

3 雷電入侵現(xiàn)場儀表的途徑分析

具體來說，受到雷擊影響而出現(xiàn)的過電壓往往可以通過供電線這一途徑，直接進(jìn)入到設(shè)備的電源端口中，進(jìn)而使得整個(gè)設(shè)備的電源受到嚴(yán)重的損傷，甚至出現(xiàn)燒毀的現(xiàn)象。這樣一來，設(shè)備就會由于供電系統(tǒng)失靈，而無法再繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。

其次，這一過電壓還可以通過各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線對設(shè)備進(jìn)行干擾和破壞。一般來說，各類現(xiàn)場儀表設(shè)備采集數(shù)據(jù)信號的端口所具備的電壓水平往往較低，因此，在其承受突如其來的過電壓時(shí)，必然會由于缺乏足夠的防護(hù)措施，而在短時(shí)間內(nèi)被燒毀。最后，煉油化工廠往往會配備著各種計(jì)算機(jī)機(jī)房，而過電壓就可以通過對這些設(shè)備和機(jī)房的接地回路進(jìn)行沖擊，進(jìn)而使得設(shè)備受到極大的破壞。與此同時(shí)，在建筑物受到雷電擊打的時(shí)候，電流往往會順著各種避雷裝置的引下線逐漸向地面泄放[3]。在這個(gè)過程當(dāng)中，電位差就會突然增高，進(jìn)而使得接地單元的一系列設(shè)備被悉數(shù)擊毀。

4 某煉油化工廠現(xiàn)場儀表防雷技術(shù)處理案例分析

4.1 問題分析

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)某煉油化工廠的現(xiàn)場儀表設(shè)備存在著如下的問題。

第一，其防雷裝置當(dāng)中的一些接地引下線的銹蝕情況十分嚴(yán)重，與此同時(shí)，其所產(chǎn)生的接觸電阻水平較高。因此，必須對其進(jìn)行除銹操作，才能夠避免問題的進(jìn)一步惡化。除此之外，雖然該化工廠對于各類重要的現(xiàn)場儀表都安裝了相對獨(dú)立的防雷裝置，但是由于長期缺乏有效的維護(hù)，各類裝置都已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的故障，無法在最短時(shí)間內(nèi)對雷電流進(jìn)行泄放。而且因?yàn)闊捰突S存在著一定的原油泄漏問題，因此當(dāng)這些泄漏的原油滲入到土壤后，土壤所承受的電阻率水平就會隨之而增高[4]。

第二，地區(qū)接地網(wǎng)的狀態(tài)多數(shù)不佳。在實(shí)際使用的過程中，地區(qū)接地網(wǎng)內(nèi)部都會出現(xiàn)冒火和跳閘的現(xiàn)象。即便將所有的電源插頭都拔掉之后也還是會直接跳閘。在經(jīng)過冷靜地判斷和分析之后，確實(shí)還有不合適的地方。

4.2 改造策略分析

第一，對于化工現(xiàn)場當(dāng)中各類儀表的接地情況，必須按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化的測試。而對于其中引下線受到腐蝕情況較為嚴(yán)重的地區(qū)，相關(guān)人員必須采取有效的措施來為其進(jìn)行除銹工作，并在必要的時(shí)候?qū)σ戮€進(jìn)行更換。此外，還要采用有效的措施來對防雷裝置的系統(tǒng)進(jìn)行改造和升級，使其能夠在最大程度上滿足國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，具備足夠的抗雷擊性能[5]。

第二，在仔細(xì)檢查之后，可以發(fā)現(xiàn)地區(qū)接地網(wǎng)的內(nèi)部確實(shí)存在諸多不合適的地方。專業(yè)人員需要嚴(yán)格檢查接地網(wǎng)內(nèi)部，之后再在柜外連接合適的接地軟線。等到確認(rèn)內(nèi)部的通路不再存在問題，也就不會出現(xiàn)冒火和跳閘的現(xiàn)象了。

5 結(jié)束語

煉油化工企業(yè)要想確保自身生產(chǎn)過程當(dāng)中的安全性，就必須對各類高級現(xiàn)場儀表進(jìn)行有效的防雷技術(shù)設(shè)計(jì)。而本文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，嘗試探究了現(xiàn)場儀表的防雷技術(shù)設(shè)計(jì)原理，并深入分析了某煉油化工廠當(dāng)前存在的現(xiàn)場儀表防雷技術(shù)漏洞，進(jìn)而提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，希望能夠?yàn)槲覈黝悷捰突S提供一定的借鑒。