油田配电设备雷击事故浅析

1 概述

对雷电的危害大家众所周知, 如森林、油气挥发场所等的火灾大部分为雷击所致。近几年来我厂仪表、计算机等电子设备屡被雷击, 造成很大的经济损失。

2 雷击的危害途径

(1) 雷击过电压根据不同的原理雷击过电压可以分成直击雷与雷电波侵入两种形式。直雷击就是天空中带电的云层直接对地面的某点或者某个建筑物放电, 这种直雷击直接、快速、破坏力大, 如果不能够把电能及时的传输到大地中去, 那么遭受直雷击的建筑物就有可能受到巨大的损坏。雷电波侵入则与直雷击不同, 它不是直接对着建筑物放电, 而是将雷电布放在建筑物外层线缆上。当雷电波对电缆放电后, 雷电波就会和光速一样的速度进行传播, 这样的传播速度会在顷刻间损坏电子设备, 或者是控制系统。

(2) 浪涌过电压浪涌过电压实际上是一种感应电压, 它可以发生在所有的电线上。不管是通信类的电线, 还是其它的电线, 只要在电线的周围发生了雷击现象, 就会有浪涌过电压这种感应的电压的出现。出现这种感应电压主要与电线的铺设高度、电线与雷击发生地点的距离, 还有就是电线本身的电阻等有关系。

(3) 地电位反击当地面的建筑物在设计与建造达到时候就装配有避雷装置, 那么当这样的设施被雷电击中以后, 雷电流就会直接从接地的部分传输到供接地设备, 也有可能出现大地被击穿而绝缘, 这样雷电流就会流向另外的一台设备, 也就出现了反击现象。导线回路未实行等电位连接, 则可能产生火花放电。地电位反击还可以感生出反击电压, 有些反击电压高达几千到几十千伏甚至数百千伏并且沿着各种形式的接地线, 以电磁波的形式向更大的空间范围传播, 造成大面积的破坏。

3 雷击实例分析

我厂宋二联脱水转油站游离水操作间遭遇雷击, 经现场确认造成仪表室3套防盗油系统损坏, 2块PLC采集模块损坏, 20台安全栅损坏) , 4台浪涌保护器损坏 (220V) ;阀组间5台质量流量计损坏, 5台LUY型旋进漩涡流量计外输模块损坏。

(1) 现场接地系统电阻测试对现场房屋和仪表柜共进行8个接地点电阻测试。其中:测量房屋避雷接地点5处, 实测电阻值0.3Ω, 符合设计要求无问题;测量新建游离水操作间内仪表系统接地点0.28Ω;UPS接地点1.4Ω;浪涌保护器接地点1.8Ω;以上均符合图纸设计值R≤4Ω。检测防盗油装置天线杆避雷针接地引下线没与接地装置相连 (现场判断施工破坏) 。

(2) 分析造成雷击的原因 (1) 第一种可能:遭直击雷。由于管道防泄漏装置的室外天线杆上的避雷针处于游离水操作间附近的最高点, 根据雷电波的特点, 雷电波先对避雷针 (接闪器) 放电, 避雷针接地引下线没与接地装置相连, 致使雷电流无法导入大地, 造成管道防泄漏装置的天线及与天线相连的信号线感应过电压, 雷电波以光速沿着信号线传播, 致使与信号线相连的电台及与电台相关联的流量计产生过电压而损坏。管道防泄漏装置内产生感应过电压, 而管道防泄漏装置的电源与仪表柜的电源均引自室内同一配电箱, 因此造成与防盗油装置电源相关联的设备电压过高, 而2P柜内保护电源的5台电源电涌保护器没有接地, 不能迅速的泻流, 可能使与之相关联的设备的电压过高造成损坏。 (2) 第二种可能:地电位反击。建筑物也同时被雷电直接击中, 雷电流将从接地部分流向供接地设备, 或击穿大地绝缘而反击破坏电子设备。

4 电气设备的防雷措施

能否被雷电击中和建筑物的本身有非常大的关系, 根据国家的GB50054-95标准, 在对电力设备和建筑物进行防雷措施的布置的时候要使用等电位连接, 同时建筑物和其附属的各类导电体都应该使用导体焊接到一起。现代建筑物防雷主要由顶部接闪器、网状避雷带、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线, 利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。

为了防止直击雷情况的发生, 可根据建筑物的具体情况, 安装不定数量的避雷针。加装避雷器保护室外配电设备, 做统一接地网, 保证该接地网与所有设备的接地引下线体焊接。室内各种柜外皮、金属屏与底座槽钢连接, 槽钢与电缆沟道内的电缆支架用镀锌扁钢焊接, 与室外接地网形成一个完整的大接地网, 成为一个整体。

从人身和设备安全以及抗干扰的角度来说, 实行等电位连接可以彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差, 将金属管道、信号线、电源线通过过压保护器进行连接, 内层保护区的界面处依此进行局部等电位连接, 最终与等电位连接母排相连。

5 结束语

随着电子技术的发展, 数字控制技术被广泛运用于配电设备中, 电路的微电子技术成份逐年增加, 耐受雷击及其电磁效应的能力却降低了, 抗雷击的防护标准逐步提高, 必须构建合理高效的分流、屏蔽机制、拦截平台、接地信号等科技技术措施来加以保护, 在现实生产生活中应得到足够的重视。

摘要：雷电对于配电设备的危害是非常大的, 轻者会使配电设备失灵, 重则配电设备烧坏, 甚至导致人员伤亡。所以, 对于防雷技术措施更应该重视, 在进行某项工程设计的时候就要合理优化配电系统的防雷, 同时按照等电位的原则, 结合实际的工程情况, 选用合理的共用接地网, 避免雷击的危害。

关键词：雷击危害,雷击原因,防雷措施

参考文献

[1] 杨万国.自动化仪表系统的接地方式.《石油工程建设》.2005年04期

[2] 石油化工仪表接地设计规范, SH/T3081-2003