趙洋（大慶油田工程建設(shè)有限公司化建公司，黑龍江 大慶 163000）

1 雷電對(duì)油田的儀器儀表主要有四種危害形式

1.1 直擊雷

直擊雷是指雷電和大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，直擊雷的電壓峰值最高可達(dá)到幾十千瓦或者幾百千瓦。這種在幾微秒從云層中釋放的巨大能量，會(huì)給儀器和儀表帶來直接的損害。這種強(qiáng)大的放電現(xiàn)象所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)瞬間直接對(duì)大大小小儀器儀表的外殼端口造成不可估量的破壞。不僅會(huì)使如傳感器，傳輸線等傳輸信號(hào)中斷，還有可能直接對(duì)暴露在環(huán)境中的設(shè)備造成損壞。如果避雷方式不當(dāng)遭遇雷擊，由于熱能導(dǎo)致儀器儀表甚至建筑物迅速的熱膨脹，甚至還會(huì)發(fā)生爆炸，并且在油田中引發(fā)火災(zāi)等一些類不可控的次生災(zāi)害。輕則危害到安全的油田生產(chǎn)，重則會(huì)對(duì)人類的生命造成嚴(yán)重威脅。

1.2 雷電感應(yīng)

閃電在其途徑的線路上釋放強(qiáng)大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生危害強(qiáng)大的雷電感應(yīng)。雷電感應(yīng)有兩種，一種是靜電感應(yīng)。靜電感應(yīng)是由于高空云層放電使高空與大地之間的電荷突然消失，導(dǎo)體上的電荷來不及疏散而產(chǎn)生的對(duì)地高壓。這種現(xiàn)象主要作用對(duì)象就是高壓輸電線各種信號(hào)傳輸線路。這種不穩(wěn)定電流如果進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)儀表和用電設(shè)備當(dāng)中，就會(huì)對(duì)其造成損壞。

另外一種就是電磁感應(yīng)。在雷電流釋放過程中，在其周圍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場(chǎng)，這種電磁場(chǎng)作用在有閉合回路的金屬物體上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的熱量。油田中許多儀表都極易燃燒，這種熱量作用到儀表上極有可能對(duì)儀器儀表造成難以修復(fù)的物理性損傷。

1.3 雷電波入侵

由于雷電對(duì)線路和架空金屬管線的作用，極有可能沿著這些路徑侵入屋內(nèi)或者儀器儀表設(shè)備當(dāng)中。雷電波的入侵主要有三種：

第一種是直擊雷直接作用到管線或者線路，造成的脈沖波式高電壓入侵。

第二種是來自間接雷產(chǎn)生的靜電感應(yīng)，使導(dǎo)線金屬體上產(chǎn)生幾千到幾十千伏的高電位脈沖波侵入儀器儀表和設(shè)備。

第三種是閃電擊在建筑物沿著引下線產(chǎn)生的高電壓脈沖波通過管線網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_和對(duì)處于網(wǎng)絡(luò)之上的儀器儀表和設(shè)備的直接破壞。

1.4 雷擊電磁脈沖

這種電磁脈沖，主要是對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備和信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。隨著自動(dòng)化儀表的應(yīng)用和各種先進(jìn)的電子設(shè)備的使用。這種電磁脈沖干擾也會(huì)對(duì)油田的正常工作帶來不可估量的損失。

2 對(duì)雷電危害在油田儀器儀表中的防護(hù)

雖然這種自然現(xiàn)象會(huì)對(duì)油田中的儀器儀表甚至生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重的影響和破壞，但是我們還是完全有方法盡量避免或者減小雷電對(duì)儀器儀表和油田生產(chǎn)工作中的損害。但通過分析雷電對(duì)油田儀器儀表造成損害作用的幾種方式，我們可以通過以下的方法來避免雷電對(duì)我們的生產(chǎn)生活造成的損害。

2.1 外部雷電防護(hù)措施

外部防護(hù)措施主要有接閃，均壓和引流等。主要通過對(duì)建筑物或者暴露在外的儀器進(jìn)行直接防護(hù)，目的是通過合理布線和安裝接閃引流設(shè)備將大部分雷電的能量釋放到大地。我們可以對(duì)相關(guān)建筑或者暴露在外面的儀表采取接地，屏蔽或者等電位連接的方法，并且在設(shè)計(jì)相關(guān)建筑和外殼的時(shí)候，要充分考慮到對(duì)建筑物內(nèi)或者其它部位儀器儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、檢查和維護(hù)。例如為高出儀表和設(shè)備加裝與現(xiàn)場(chǎng)金屬設(shè)施相連的防雷保護(hù)箱和對(duì)保護(hù)儀器儀表的建筑安裝避雷和引雷系統(tǒng)。值得注意的是，外部防雷工程的建設(shè)應(yīng)該和油田整體的建設(shè)成為一個(gè)系統(tǒng)的整體。例如說儀表和建筑的防雷措施應(yīng)該和旁邊儲(chǔ)油罐或者易燃單位共同施工設(shè)計(jì)。

2.2 內(nèi)部防護(hù)措施

內(nèi)部防護(hù)措施主要是室內(nèi)的儀器儀表和信號(hào)線路以及供電線路。防護(hù)，對(duì)于這兩個(gè)系統(tǒng)的防護(hù)主要運(yùn)用手段就是屏蔽和分流。

處于室內(nèi)的控制系統(tǒng)由許多的電子元器件組成，這些儀器儀表的重要性和脆弱性意味著對(duì)它們的防雷保護(hù)十分重要。除了要在其外加裝防雷環(huán)外，最好利用相關(guān)建筑的建筑特性，例如房屋結(jié)構(gòu)中的鋼筋形成一個(gè)屏蔽籠，將接地環(huán)和屏蔽籠進(jìn)行有效的連接，組成一個(gè)成熟的屏蔽系統(tǒng)。而暴露在外的儀器儀表應(yīng)該加裝金屬防護(hù)籠或者防護(hù)箱，利用防護(hù)籠和防護(hù)向與附近的防護(hù)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，達(dá)到防雷的目的。

對(duì)電源和相關(guān)信號(hào)傳輸線路的防護(hù)則可以利用雙層金屬屏蔽層的電纜，采取外層屏蔽電纜多點(diǎn)接地、內(nèi)層屏蔽電纜單點(diǎn)接地的方法，達(dá)到保證安全和抑制電磁干擾的目的。

另外隨著科技的發(fā)展和人們對(duì)雷電災(zāi)害的重視，儀器儀表的雷電防護(hù)和保護(hù)工作應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)在我們不僅僅有成熟的雷電防護(hù)的相關(guān)技術(shù)，還有許多對(duì)儀器儀表雷電防護(hù)的保護(hù)工具。比如說器儀表信號(hào)網(wǎng)絡(luò)不同接口的防雷保護(hù)器、浪涌抑制器、各種終端設(shè)備帶有防雷功能的保安單元等。

只要充分學(xué)會(huì)利用這些技術(shù)和儀器，就能夠?qū)⒗纂妼?duì)儀器儀表內(nèi)各種元器件的物理損害和信號(hào)干擾降到最低。

3 結(jié)語

自然的力量令人敬畏，但科技的發(fā)展和日新月異的進(jìn)步給我們避免和減少雷電危害帶來了有效可行的方法和技術(shù)。為了能使儀器儀表更好的為我們的油田生產(chǎn)服務(wù)，對(duì)于它們的防雷措施無論是外部工程還是內(nèi)部防御，都是油田建設(shè)和生產(chǎn)中的重中之重。由于油田生產(chǎn)過程中存在的復(fù)雜性和多樣性，我們更應(yīng)該積極的學(xué)習(xí)各種先進(jìn)的理論和經(jīng)驗(yàn)。參照國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的油田儀器儀表防雷體系，嚴(yán)格按照我們國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)做好油田儀器儀表的防雷工作。在油田生產(chǎn)的新時(shí)期，我們更是要以發(fā)展的眼光看待問題，不斷提高，不斷完善我們油田中儀器儀表的防雷措施。

[1]劉星,王藝蒙.朗松珂利,提供全面的SF6電力儀器儀表解決方案[J].電氣技術(shù).2012(11).

[2]單祥茹.儀器儀表展區(qū):聚焦新能源測(cè)試[J].中國(guó)電子商情(基礎(chǔ)電子).2013(04).