石油化工碼頭防雷防靜電裝置改進方案

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　　摘  要：石油化工碼頭及其倉儲設施防雷防靜電裝置一直作為安全監管的重點，加強防雷防靜電裝置的維護保養，提高防雷防靜電能力，防止和減少雷靜電災害事故的發生，最大限度地消除雷擊事故隱患，保障港口設施安全可靠和高效運行極其重要。文章結合工作實際，通過對防雷防靜電裝置案例分析，排查防雷防靜電設施的缺陷，探討并改進防雷防靜電裝置防護措施。
　　關鍵詞：石油化工碼頭;防雷防靜電裝置;改進
　　中圖分類號：TM866        文獻標志碼：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，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，使系統所在環境及系統本身所有金屬導電體的電位在雷電波瞬間入侵時保持基本相等，不產生足以致損的電位差。等電位連接關鍵是地網的規范連接。
　　1.3 屏蔽
　　就是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來，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備影響的最有效方法，關鍵是線材的屏蔽選擇。
　　1.4 分流
　　就是在一切從室外來的導線（包括電力電源線、電話線、信號線、天線的饋線等）與接地線之間并聯一種適當的避雷器，當直接雷或感應雷在線路上產生的過電壓波沿著這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態，將閃電電流分流入地。
　　分流是防護各種電氣電子設備的關鍵措施。雷電流在分流之后，仍會有少部分沿導線進入設備，故在導線進入機殼前應進行多級分流。
　　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，并行、爬高、拐彎等長千米。管線粗細不等，內巖棉保溫外鍍鋅鐵皮保護層，管架為水泥和鋼混用基礎。管廊上架設通長橋架，強弱電分層敷設與管道并驅，沿線配壓力表、流量計等控壓、控流和控溫設備設施。
　　2.2 現狀分析
　　管廊上下起伏、縱橫交錯，管道保持一定流速和溫度，傳輸產生靜電、集聚電荷，及附近江邊地貌溫壓濕等變化，綜合環境電磁場、高壓靜電場客觀存在。
　　現場有數處扁鋼接地點，原接地裝置勘測基本符合規范，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 改進措施
　　2.3.1 增設接地點：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，管道及金屬護套接地，管線閥門、增壓處系統接地，電纜槽及5m范圍內的金屬體共用接地。
　　2.3.2 接地物、接地點除銹及現場清理：主要將管道接地部位進行除銹清潔處理和現場環境的清理，以利于接地系統各環節的連接操作。
　　2.3.3 制作與加工端子板、接地極及接地標識牌（圖1）。
　　2.3.4 增設管道本體跨接線40×4熱鍍鋅扁鋼橫向焊接（圖2）。 　　2.3.5 增設管道外金屬保護層橫向單芯多股護套銅線4mm2鉚接（圖3）。
　　2.3.6 增設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），使每個接地點的復雜接地連接合理規范，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，連接點焊接和拴接均可。
　　2.3.8 共用接地：在每個接地點設置1個接入大地的
　　接地極（接地體）。深挖70cm以上坑垂直埋設2500mm的50×50×5的熱鍍鋅角鋼。入地接地體盡可能設在江側低阻土壤。接地節點的連接方法：鉚接、螺栓、焊接、抱箍等，在每個接地點增設接地標識牌。共用接地點其沖擊接地電阻不得大于10Ω。
　　2.4 難點探討
　　非新建輸油管線修復和加固須在一定條件下才能焊接施工。每個接地點引下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，施工注意動火作業防范措施，焊接、鉚接均牢靠，節點滿焊，防銹防腐處理。
　　3 控制機房
　　3.1 問題描述
　　機房概況：樓高9米，長18米，寬7米。南側與金屬管線高架連接，搭建鋼結構房，西側距儲罐10米，且高樓4米左右?？繅€有一棵高于樓房的樹。戶外有傳統防直接雷保護裝置，1根引下線和主接地。工頻接地電阻為1.5Ω。
　　供電系統概況：配電房直供單相220V入機房1#分配電箱，多路輸出至PLC柜和樓外油罐現場儀表等設備。兩個整流器分別輸出多路+24V供工控設備，機房照明、空調、二樓部分用電等從機房2#三相分配電箱輸出。
　　3.2 現狀分析
　　周圍建筑物高，無等電位連接，機房不在他們的保護范圍，易遭直接雷和感應雷的雙重襲擊。外防雷裝置基本符合規范，有一定的導走部分雷電流效果。但引下線少，地上無斷接卡，連接處接觸面太小，與樓內外接地系統不共用。施工不規范，效果難以保證其穩定性。
　　機房交直流供電系統布線較亂，PLC柜、整流器等負載的金屬外殼均無防雷裝置和保護接地保護。用數字萬用表200電阻檔對地測量均通，約有零點幾歐，斷開供電線路后再測量，結果是無窮大，屬假象接地。進出信號在設備端口及網絡通信均未安裝SPD防雷保護。機房內防靜電板未接地。
　　以上問題，使機房內各處電位不等，造成防干擾能力差，從而使設備工作不穩定，更經不起強大雷電的襲擊。通過電源線路被感應的瞬間雷電無釋放回路，在機房內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、南側鋼架房共用接地、機房接地端子板、樓附近內外走線槽（架）及金屬管道聯合接地或力求建立有效的等電位接地系統。
　　3.3.2 規范分配電箱接線，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。設置接地端子板，就近接入等電位系統。
　　3.3.3 建立機房等電位均壓環，整理靜電板，使每塊靜電板都良好接地。
　　3.3.4 PLC柜的進出信號在設備端口安裝SPD信號防雷器，以阻斷和釋放雷電流入地。將PLC柜內設備及柜體接地保護按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連接。
　　3.3.5 網絡通信服務器和信號端口串接防雷器，并將接地保護并入等電位和共用接地系統。
　　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 結束語
　　石油化工碼頭及其倉儲設施防雷防靜電裝置涉及面廣，有儲罐泵房、碼頭躉船，污染源自動監測站房、變電所等具體設施，也有輸油臂、固定吊、高桿燈等具體設備。
　　防雷防靜電裝置現場檢查常見問題：雙面焊接不規范，接地干線搭接長度不夠扁鋼寬度的兩倍。機泵、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、傳感器不在防雷保護范圍內。歷史遺留或不符合規范標準的現行狀況均需重視并采取有效措施改進?；やP蝕嚴重，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措施后未發生不良影響。
　　石油化工碼頭及其倉儲設施防雷防靜電裝置，一方面提前“防”范，從個人穿戴防靜電勞保用品做起，學習規范，定期檢測，強化防靜電操作，另一方面發現問題，多去現場勘查，了解生產流程和產品性能，查找設計資料論證，探討安全適用的防雷方案，委托有資質單位早實施“放”的改進措施。防雷防靜電工作任重道遠。
　　參考文獻：
　　[1]顧寧.加油（氣）站防雷防靜電裝置檢測[J].科技創新與應用，2014（31）：282.
　　[2]孟凡超.石油化工裝置防雷設計[J].科技創新與應用，2018（12）：92-93.
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