大型浮頂油罐的防雷接地設(shè)施

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1、大型浮頂油罐的防雷接地設(shè)施作者：中國石化工程建設(shè)公司????劉國勍????????1引言2004~2006年，筆者參與了國內(nèi)數(shù)個(gè)大型國家原油儲備庫及帶有科研性質(zhì)的目前世界范圍內(nèi)最大浮頂油罐（15x104立方米）的工程設(shè)計(jì)。近幾年內(nèi)一大批10x104立方米和15x104立方米大型，超大型油罐得到應(yīng)用，它們多處于距碼頭，港口等較近的沿海雷電多發(fā)地區(qū)，且所儲介質(zhì)為易燃的原油，一旦因雷擊起火，后果不堪設(shè)想，20世紀(jì)80年代黃島油庫因雷電引發(fā)的大火就是個(gè)沉痛的教訓(xùn)。因此大型油罐的防雷接地設(shè)計(jì)應(yīng)該特別提起工程技術(shù)人員的重視,本文就筆者在實(shí)際工程實(shí)踐中遇到的問題，簡略地談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?雷電的基本

2、概念2.1雷電的產(chǎn)生空中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在云層中翻滾運(yùn)動的時(shí)候，經(jīng)過一系列復(fù)雜過程，使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負(fù)電荷。經(jīng)過運(yùn)動，帶上相同電荷的質(zhì)量較重的物質(zhì)會到達(dá)云層的下部（一般為負(fù)電荷），帶上相同電荷的質(zhì)量較輕的物質(zhì)會到達(dá)云層的上部（一般為正電荷）。這樣，同性電荷的匯集就形成了一些帶電中心，當(dāng)異性帶電中心之間的空氣被其強(qiáng)大的電場擊穿時(shí)，就形成“云間放電”（即閃電）?！　ж?fù)電荷的云層向下靠近地面時(shí)，地面的凸出物、金屬等會被感應(yīng)出正電荷，隨著電場的逐步增強(qiáng)，雷云向下形成下行先導(dǎo)，地面的物體形成向上閃流，二者相遇即形成對地放電。這就容易造成雷電災(zāi)害?！　±纂娦纬捎诖髿膺\(yùn)動過程中，其成因

3、為大氣運(yùn)動中的劇烈摩擦生電以及云塊切割磁力線。2.2雷電的特點(diǎn)（1）沖擊電流大??其電流高達(dá)幾萬-幾十萬安培。（2）時(shí)間短??一般雷擊分為三個(gè)階段，即先導(dǎo)放電、主放電、余光放電。整個(gè)過程一般不會超過60微秒。（3）雷電流變化梯度大??雷電流變化梯度大，有的可達(dá)10千安/微秒。（4）沖擊電壓高??強(qiáng)大的電流產(chǎn)生的交變磁場，其感應(yīng)電壓可高達(dá)上億伏。2.3雷電的種類（1）直擊雷?????直擊雷是帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。雷電直接擊中地面物體，并通過該物體泄放入地的雷擊稱為直接雷擊，俗稱直接雷。直接雷擊擊中地面物體時(shí)一定伴隨機(jī)械及熱效應(yīng)。（2）感應(yīng)雷?????感應(yīng)雷是當(dāng)直擊

4、雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，地面某些范圍由于散流電阻大，出現(xiàn)局部高電壓，或在直擊雷放電過程中，強(qiáng)大的脈沖電流對周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓、而發(fā)生閃擊現(xiàn)象的二次雷。感應(yīng)雷擊又分為電磁感應(yīng)雷和靜電感應(yīng)雷兩種：(1)?電磁感應(yīng)雷:雷擊發(fā)生在供電線路附近，或擊在避雷針上會產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場，此交變電磁場的能量將感應(yīng)于線路并最終作用到設(shè)備上。由于避雷針的存在，建筑物上落雷機(jī)會反倒增加，內(nèi)部設(shè)備遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會和程度一般來說是增加了，對用電設(shè)備造成極大危害。因此，避雷針引下線通體要有良好的導(dǎo)電性，接地體一定要處于低阻抗?fàn)顟B(tài)。(2)?靜電感應(yīng)雷:帶有大量負(fù)電荷的雷云所產(chǎn)生的電場將會

5、在金屬導(dǎo)線上感應(yīng)出被電場束縛的正電荷。當(dāng)雷云對地放電或云間放電時(shí)，云層中的負(fù)電荷在一瞬間消失了（嚴(yán)格說是大大減弱），那么在線路上感應(yīng)出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛，在電勢能的作用下，這些正電荷將沿著線路產(chǎn)生大電流沖擊。易燃易爆場所、計(jì)算機(jī)及其場地的防靜電問題，應(yīng)特別重視。（3）球形雷?????球形雷是球狀閃電的現(xiàn)象。一般比較少見。3電氣專業(yè)在大型油罐防雷接地設(shè)計(jì)中所采取的措施目前國內(nèi)大型油罐一般為鋼質(zhì)浮頂罐，大型油罐的存儲介質(zhì)為原油，屬易燃易爆介質(zhì)，其所處的環(huán)境為爆炸危險(xiǎn)區(qū)域,其爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分平立面圖如圖所示。隨著世界能源及化工工業(yè)的發(fā)展，電氣工程技術(shù)人員對爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的

6、接觸越來越廣泛。由于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的設(shè)備遭受雷擊后，會引發(fā)大功率雷電放電，從而形成電火花引起爆炸或燃燒，造成巨大的破壞和人身傷亡，這樣的例子不少。對這類設(shè)備采取有效的防雷設(shè)施業(yè)已成為電氣工程技術(shù)人員的重要任務(wù)。這既是難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。?????????????????????????以下針對2006年8月7日儀征輸油站單臺15x104立方米外浮頂原油儲罐遭雷擊起火的實(shí)際案例，結(jié)合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及國內(nèi)外對浮頂罐防雷的發(fā)展動態(tài)，談一談大型油罐的防雷接地設(shè)計(jì)。3.1??雷擊起火經(jīng)過??????2006年8月7日中午約11點(diǎn)45分，儀征地區(qū)突降雷暴雨。12點(diǎn)20分，儀征輸油站消防泵房值班人員發(fā)現(xiàn)

7、罐區(qū)1#電視監(jiān)控探頭遭雷擊損壞，隨后，通過4#電視監(jiān)控探頭發(fā)現(xiàn)16#罐頂起火；12點(diǎn)21分，輸油站啟動火警預(yù)案；12點(diǎn)22分，啟動固定消防系統(tǒng)；12點(diǎn)25分，儀征輸油站消防隊(duì)兩輛消防車和站領(lǐng)導(dǎo)到達(dá)現(xiàn)場并向儀征市消防大隊(duì)及儀征化纖消防支隊(duì)報(bào)警；12點(diǎn)27分，6名消防隊(duì)員登上罐頂開始用罐頂配置的泡沫槍等消防器材進(jìn)行撲救；12點(diǎn)41分，罐頂明火完全撲滅，并繼續(xù)向罐頂覆蓋泡沫。3.2??16#原油儲罐的基本情況?16#油罐設(shè)計(jì)容量為15x1