淺談油庫雷電防護措施和檢測方法

文/耿曉輝 劉斌（湖南長昊氣象技術有限公司）

一、雷擊對油庫的危害

雷擊是對流旺盛的積雨云團之間、云團內(nèi)部上下或云團與地面之間形成正負電荷放電的天氣現(xiàn)象。雷擊是引爆油庫的主要自然災害之一。

（一）雷擊對油庫危害的熱效應

在雷云對地放電時，一旦物體被雷擊中,由于雷電流幅值高達幾萬至幾十萬安，強大的雷電流從雷擊點注入被擊中物體，在雷擊點局部范圍內(nèi)其熱效應可以產(chǎn)生高達6000—1000℃或更高的溫度，足以使雷擊點的金屬熔化。架空線路遭受雷擊可導致斷線，雷擊中物體的瞬間產(chǎn)生的熱量來不及散發(fā)可導致物體內(nèi)水分迅速變成蒸汽并膨脹而爆炸，球形雷所經(jīng)過的區(qū)域可將物體燒焦。

（二）雷擊對油庫危害的電磁效應

當天空有雷云生成并向下發(fā)展下行先導時，由于雷云和先導通道中電荷的感應作用，地面物體聚集大量電荷，雷云對地或?qū)α硪焕自品烹姾螅撐矬w因電荷聚集不能在短時間內(nèi)消失而感應出高電壓，這種高電壓會擊穿空氣或間隙產(chǎn)生放電火花引起火災和爆炸。由于雷電流在50—100ms的時間內(nèi)，從零安變化到幾萬安，再由幾萬安變化成零安，在其周圍空間會產(chǎn)生瞬變的很強的電磁場。

二、油庫防雷類別和防護措施

（一）油庫防雷類別的劃分

根據(jù)當?shù)貧庀蟛块T統(tǒng)計資料，年平均雷暴日為46.6天，儲油區(qū)布設在一個600×100m2的范圍內(nèi)，罐體間距10m。整個罐區(qū)的間距小于罐體高度，因此可以作為一個整體考慮。

根據(jù)油庫區(qū)域建筑物的使用性質(zhì)、重要性和發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按照《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2002）和《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057-2010）的要求，油庫區(qū)域的劃分為：油泵房、閥室、儲油罐、卸載油口、閥門井等，這些場所外圍空間0.5m～1.5m范圍內(nèi)的區(qū)域，劃分為LPZ0A區(qū)。油罐區(qū)、輸油管道、油品泵房、裝罐區(qū)等設施劃分為LPZ0B區(qū)。油庫的儀表、預警監(jiān)控等信息系統(tǒng)通過《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》（GB50343-2004）進行雷電災害的評估表明，油庫信息系統(tǒng)的防護等級屬于B級防護。

（二）油庫的雷電防護措施

（1）第一類防雷建筑（區(qū)域）的防護措施。易燃油品具有閃點低、易揮發(fā)、易積聚摩擦產(chǎn)生靜電的特性，空氣中達到一定的濃度后一旦遇到火花即可引爆，在儲運過程中，油泵房、閥室、油品罐桶棚等場所因設備和操作等原因，在一定范圍內(nèi)油氣積聚難以避免，這些區(qū)域?qū)儆谝兹家妆瑘鏊?區(qū)或1區(qū)，因此屬于第一類防雷?？紤]裝設避雷針的地網(wǎng)間距等方面因素難以與整個油庫分開，這些建筑物也不是孤立存在的，與周圍其他設施通過管道或電纜連接，又在周邊建筑保護范圍之內(nèi)，因此直擊雷防護措施不設置獨立避雷針。（2）油罐區(qū)的防護措施。整個油罐區(qū)采用公共接地網(wǎng)，油罐區(qū)的最外圍采用4×40mm2的鍍鋅扁鐵做環(huán)形接地。地上儲油罐的金屬鋼板厚度大于4mm，因此油罐不設避雷針，每個油罐至少有兩處連接到接地網(wǎng)上，接地點沿油罐四周均勻分布，間隔不大于18m。固定頂油罐的金屬欄桿與罐體焊接牢固，浮頂油罐的管頂與罐體應采用兩根截面積不小于25mm2的銅芯線進行可靠的電氣連接。（3）輔助生產(chǎn)和行政管理區(qū)的防護措施。所有的建筑物屋面安裝網(wǎng)格不大于10×10m2或10×12m2的避雷網(wǎng)，至少設置兩個分布均勻間隔不大于18m的引下線。進出建筑物的所有金屬管線需在防雷區(qū)作等電位連接。

三、油庫的防雷裝置檢測

防雷裝置的有效性除了按照標準設計施工外，投入使用后的維護檢測工作也十分重要，檢測是防雷裝置有效性的重要保證，是發(fā)現(xiàn)問題和消除隱患不可缺少的重要方式。（1）接閃器。接閃器不應有明顯機械損傷、斷裂及嚴重銹蝕現(xiàn)象。電話線，網(wǎng)線和電源線不得綁扎或懸掛在接閃器上，接閃器與引下線的焊接防腐措施應完善。逐根測試接閃器接地電阻，測試屋面電氣設備和金屬構件接地電阻值和過渡電阻值。（2）防雷電感應與等電位連接，穿過各防雷區(qū)交界的金屬構件和系統(tǒng)，以及建筑物內(nèi)的設備、金屬管道、電纜橋架、電纜金屬外皮、金屬構架和金屬門窗等較大金屬物，均應就近與接地裝置或等電位連接體作等電位連接。金屬管道每隔18m的接地電阻值檢測。彎頭、閥門和少于5跟螺栓連接的法蘭盤跨接的等電位連接電阻以及接地電阻測試。（3）靜電柱。檢測位于發(fā)油島、裝卸區(qū)的靜電接地裝置，各入口處的人體靜電柱的接地電阻值。（4）信息系統(tǒng)。各防雷區(qū)的等電位連接、電氣連接、屏蔽連接等，檢測等電位連接電阻、接地電阻。配電線路、監(jiān)控、儀表、報警等設備處安裝的電涌保護器檢測工作狀態(tài)指示，測試接地電阻值。（5）接地電阻的判定。油庫的油罐區(qū)和裝卸區(qū)、金屬管道的防雷裝置和電氣設備的接地采用了共用地網(wǎng)，接地電阻值不大于4Ω。對采取等電位連接、跨接時其等電位連接電阻，接觸電阻及跨接電阻不大于0.2Ω。專設獨立地網(wǎng)的靜電接地體，接地電阻值不大于100Ω。

四、結語

雷電災害是聯(lián)合國“國際減災十年”公布的十種最嚴重的自然災害之一，是危及易燃易爆場所的安全最危險的因子之一，只有了解了雷擊對油庫的危害，正確劃分雷電防護類別和級別，才可能采取科學的防護措施，運用正確的維護檢測方法，預防和減少雷擊災害的發(fā)生。