楊瀟波(河南洛陽三隆安裝檢修有限公司，河南 洛陽 471000)

0 引言

雷電是自然界常見的天氣現(xiàn)象，有時候會給人類的生產(chǎn)活動帶來損害，特別是進入電氣化時代以來，隨著人類在各個領域探索程度的加深，雷電對人類生產(chǎn)影響的領域也多了起來。隨著我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油化工行業(yè)也在近些年有了明顯進步。在石油化工儀表系統(tǒng)方面，隨著科技的進步，石油化工行業(yè)的儀表也越來越精密。而為了減少雷電對儀表運行的影響，就要思考制定出有效的防雷措施，從而把損失降到最低。

1 石油化工儀表系統(tǒng)的防雷現(xiàn)狀

1.1 石油化工儀表系統(tǒng)防雷情況

對于石油化工企業(yè)來說，雷電是一種非常重要的自然災害發(fā)生的原因，在對石油化工設備進行設計的過程中，必須要充分考慮到其對周圍環(huán)境的影響程度，從而采取相應的防雷措施。在實際的防雷實踐中，主要有以下幾種情況：第一，由于一些大型的石化儀表系統(tǒng)，具有一定的復雜性以及高敏感性，因此，就需要相關工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)這些問題，并積極提出解決的方案；第二，因為很多化工儀表系統(tǒng)都比較復雜，所以就要求管理人員具備較強的耐心，并且要保證其可靠性；第三，如果是安裝了較為先進的避雷裝置，那么就可以有效降低或者避免被直擊的可能性，也有利于提高整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。第四，當出現(xiàn)了雷電災害時，往往會造成嚴重的人員傷亡事故，這也會給人們帶來巨大的經(jīng)濟損失和社會恐慌。第五，當遇到惡劣天氣時，還會導致大量的熱量流失，進而使得溫度不斷升高，最終將會引發(fā)火災[1]。

1.2 石油化工儀表的防雷狀況

現(xiàn)階段，我國的化工企業(yè)對于石油的使用主要是通過直接雷擊的方式來進行的生產(chǎn)活動，但是隨著科技的發(fā)展以及工業(yè)技術的進步和完善，很多化工產(chǎn)品的質量和性能都有了很大的提升與改善，因此在這種情況下，對防雷的要求也越來越高。在實際工作中，由于雷電的作用非常明顯，且破壞性比較大，所以會對整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生嚴重的影響甚至是破壞。而在防雷過程中，如果出現(xiàn)了問題，那么就會導致大量的人員傷亡與經(jīng)濟損失。現(xiàn)如今，許多石化儀表廠的工作人員都是經(jīng)過專業(yè)培訓之后才上崗的，人員組成隊伍不僅具備過硬的理論知識，同時還具有豐富的實踐經(jīng)驗，擁有較強的安全意識。而且因為大多數(shù)的化工儀表需要長期的維護維修，這就使其不易受到外界環(huán)境的干擾而引發(fā)各種事故，保護了人們的生命財產(chǎn)。

1.3 石油化工儀表系統(tǒng)防雷存在的問題

(1)由于雷電感應原因導致的閃擊現(xiàn)象是非常嚴重的問題之一，所以對防雷的設備也是很有必要的；(2)在進行防雷的過程中，如果沒有對其防護裝置進行有效保護和安裝，那么就會造成很多安全事故，比如說，在對其的設計中，就會設置一個比較高的閥門，但是卻不能夠很好地起到相應的作用；(3)因為石油化工企業(yè)生產(chǎn)工藝的特殊性，使得在對儀表系統(tǒng)的維護和管理的工作上都需要加強，尤其是一些大型的管道以及電纜的鋪設方面，這些都可能會產(chǎn)生一定的電磁干擾；(4)當發(fā)生了雷電情況時，往往會有很大的電流通過，而且還會受到許多影響因素的制約而無法實現(xiàn)正常的運行狀態(tài)，這也就是常說的“浪涌”，這樣一來，設施被完全損壞，就不能保證整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。

1.4 控制系統(tǒng)分析

石油化工行業(yè)是按照程序化的生產(chǎn)模式以及與之配套的控制系統(tǒng)進行生產(chǎn)活動的。DCS系統(tǒng)是目前石油化工產(chǎn)業(yè)比較通用的控制系統(tǒng)，這套控制系統(tǒng)需要大量的儀表設備，其對石油化工企業(yè)的生產(chǎn)活動起著總指揮的作用，整個石油化工企業(yè)的生產(chǎn)和運行取決于此系統(tǒng)的運行正常與否。但是這個系統(tǒng)本身存在著一些缺陷，在這個控制系統(tǒng)運行的過程中一些電源和儀表受外部環(huán)境的影響較大，尤其是在雷電天氣發(fā)生時，一些現(xiàn)場儀表以及智能儀表很容易受到雷電的影響，從而造成部分工作無法正常進行，網(wǎng)絡部分和變送器的工作也會受到一些干擾和損害。

由于這些設備一般是相互連通的，因此當一個地方發(fā)生問題時就會影響到其他部分的運轉，進而導致整個系統(tǒng)的癱瘓，這樣的情況會造成嚴重的后果，有時候整個生產(chǎn)工作都要被迫停止，這樣就會給生產(chǎn)企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失。據(jù)我國有關部門統(tǒng)計分析，每年因為控制系統(tǒng)受雷電天氣影響而帶來的損失是比較嚴重的。鑒于這種情況，采取有效的防雷措施對保證石油化工生產(chǎn)，減少相應的損失來說極為重要。

目前這一系統(tǒng)有一些不足之處，需要進一步的更新和改進，使其具有更強的防雷電影響能力，從而使企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟效益得到保障。

2 雷擊對石油化工儀表系統(tǒng)的危害

儀表系統(tǒng)是石油化工生產(chǎn)的重要組成部分，但這些儀表系統(tǒng)在日常運行中會受到雷擊，從而會出現(xiàn)損害的狀況。

2.1 直接遭受雷擊

石油化工儀表設備直接遭受雷擊是雷電帶來的損害之一。因為有些管道線路是在儀表系統(tǒng)之中相互連接的，當這些線路被雷電擊中后，儀表系統(tǒng)的各個儀表相應的傳感器件就會產(chǎn)生故障，或者導致更加嚴重的后果，就會導致這一部分的線路發(fā)生短路的狀況，這時候火災發(fā)生的風險就會大為提高。除了這些風險，還有一些安全隱患，例如雷電出現(xiàn)時，一些電流會進入到地面，進而出現(xiàn)磁感應場，這種磁感應場會影響儀表的信號裝置，使其不能正常的發(fā)送信號。

2.2 雷電產(chǎn)生的靜電感應和電磁脈沖輻射對儀表設備的損害

當出現(xiàn)雷電天氣時，地面上的物體會聚集電荷，特別是呈尖錐狀的物體，這種物體會更容易聚集電荷。當物體聚集電荷到一定程度時就會進行放電，當儀表設備周圍有這些物體時，這些物體發(fā)出去的電流就會影響到儀表設備，并會對設備造成損害。

雷電流也會隨著雷電天氣的到來而產(chǎn)生，雷電流出現(xiàn)的地區(qū)會產(chǎn)生磁場，還會出現(xiàn)電磁波現(xiàn)象，如果這種情況發(fā)生在儀表設備周圍，就可能出現(xiàn)儀表設備與雷電造成的電磁波產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象。這種現(xiàn)象還會出現(xiàn)回路，如果出現(xiàn)回路，那么不穩(wěn)定的電流就會產(chǎn)生，這樣的電流就會對儀表系統(tǒng)造成損害，進而還會造成儀表失靈，不僅影響了石油化工的生產(chǎn)工作，還可能出現(xiàn)一些安全事故。

2.3 形成反擊電流干擾儀表設備

目前我國采用的防雷設備一般以引雷為主，其工作原理就是通過鋪設一些導線，當雷電來臨時將電流導引到地面，但由于地面作為一個導體其電阻比較大，這就使雷電帶來的強電流在導引進地面時會出現(xiàn)一些延遲，電流會因為地面電阻比較大的原因不能迅速散去。這時候一部分地面的電位就會上升到百萬伏，這些電流就會進入儀表，產(chǎn)生反擊電流，使儀表的正常工作受到嚴重影響，同時對儀表的破壞及干擾是不可逆轉的。

3 儀表系統(tǒng)防雷措施

石油化工行業(yè)有著非常明確的儀表系統(tǒng)防雷目標，但是面對現(xiàn)實生產(chǎn)中不同狀況需要采取不同的防雷措施，因此思考采取合適的防護措施以及適宜的防護方案就成為石油化工儀表設備防雷措施的研究方向，從而達到以較低的成本形成高效的儀表防雷系統(tǒng)，保障石油化工的正常生產(chǎn)。

3.1 接閃

對雷電防護，我們采用的設備其本身既是引雷的設備，同時也是避雷的設備，因此要將防雷設施布置在石油化工儀表設備的周圍，同時要根據(jù)設備所處的環(huán)境，將接閃器安裝在最佳的位置，并按步驟進行安裝。

3.2 引下線進行分流均壓

從上述雷電對儀表設備產(chǎn)生的影響可以獲知，當雷電的電流經(jīng)過時會在瞬間產(chǎn)生非常高的電壓。而且當儀表設備運轉時，當電流流過，這個地方也會產(chǎn)生很高的電位，當儀表設備的電流面對雷電產(chǎn)生的電流時就會出現(xiàn)電位差，即使設備本身帶有絕緣層，但是電位差如果超過了絕緣層的耐受界限就會產(chǎn)生擊穿電壓，這種情況下的電流強度會很大，如果流經(jīng)儀表的話就會對儀表造成影響。面對這種情況，鋪設引下線就成為了一個不錯的選擇，將電流進行分壓分流，這樣就會使高壓電流給儀表設備的影響降到最低。

3.3 接地系統(tǒng)的保護

制定石油化工儀表系統(tǒng)的防雷策略主要是圍繞里面的儀表設備進行布置，目的是將雷電對儀表設備的影響降到最低，使其在雷電天氣下也能夠正常的運作。因此在采取保護措施的過程中要將儀表設備變成一個絕緣體，也就是將其所在地或建筑物與之成為一個絕緣的關系，將其閉合回路進行切斷，這樣一來儀表周圍的場所在雷電天氣時產(chǎn)生的電磁波就不會輕易對儀表設備造成影響，則儀表設備的工作也就得到了保障。同時要注意一點的是，這個措施是對儀表的外殼進行防護，因此要將雷電保護的接地與儀表設備的接地分開進行，這樣也能夠使接地的距離縮短，同時產(chǎn)生的寄生電感也會變小。還可以將這兩個的接地保護給連接起來，然后將防雷的接地系統(tǒng)進行接入，這也是一個比較高效的解決方式。

3.4 合理布線的措施

電流在電線中流通時會出現(xiàn)磁場，如果電纜線或者是電線在一起混放或者是距離較近情況下，這些電流產(chǎn)生的磁場就會相互影響。在這種情況下，合理進行線路鋪設就成為必須要考慮的方面。在對石油化工儀表系統(tǒng)進行布局時，要把強電流和弱電流進行分開，將它們安置在不同的管道里面，還要做到這些電線或者是電纜不出現(xiàn)架空的狀況，要盡量裝入管道內(nèi)并將其埋入地下，這樣也不會被雷直接擊中，從而降低了儀表設備出現(xiàn)故障的幾率。

3.5 強化石油化工儀表系統(tǒng)防雷技術未來的發(fā)展

對石油化工儀表系統(tǒng)還有一個保護的辦法就是更新防雷技術，石油化工產(chǎn)業(yè)要加大對儀表設備防雷技術的支持力度，組織相關人員進行研究探討，并將技術積極應用于實踐，使其能夠在實踐中得到完善，從而使這些技術能夠更快速地應用到生產(chǎn)活動的防雷措施之中，從而使石油化工的生產(chǎn)活動得到有效保障。并且結合防雷過程中遇到的難題進行圖紙的優(yōu)化，力求在石油化工產(chǎn)業(yè)儀表系統(tǒng)的防雷策略更加優(yōu)化，最大限度地規(guī)避和杜絕因為疏忽或者施工原因造成的自然災害，影響石油化工產(chǎn)業(yè)正常的經(jīng)濟效益和發(fā)展。

3.6 防雷措施避險

避雷針的作用就是在雷電過電壓的情況下，將電氣設備的絕緣性有效降低，從而避免其造成損害的現(xiàn)象發(fā)生。避雷針的主要功能是將被保護的高電位導入大地，并對其進行屏蔽，防止被破壞。

在實際應用中，通常會使用金屬材質的避雷器，例如：SMA、TNT等，這些材料可以對地面上的電荷產(chǎn)生分流，進而實現(xiàn)對地面上的感應電流的消除。同時，還能夠通過接地的方式來達到減小電阻的效果。此外，還需要注意的是，在具體操作過程中，要保證避雷針與被保護物體之間的距離不超過5 m，并確保其與其他的接觸面積不存在較大的差異性，以保障整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。對石油化工儀表系統(tǒng)防直擊的措施，最重要是安裝相應的防護網(wǎng)，其中包括：防閃電線、引下線以及接地形式等，并且還要設置專門的安全出口，以滿足相關的要求和標準[2]。

3.7 加強防雷措施安全

對石油化工儀表系統(tǒng)的防雷措施，其主要是指對電力設備進行雷電防護，在實際工作中，可以采用以下幾種方式來實現(xiàn)防雷：

(1)對直擊雷的保護方法，在設計的過程中，需要根據(jù)不同的情況采取相應的措施來有效降低直擊的發(fā)生概率，從而保證工作人員的人身安全；(2)針對感應的避雷器，在選擇的時候，要注意其安裝位置的合理性，如果是直接暴露于室外，則會導致避閃器的絕緣效果受到影響，所以要避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象；(3)對于接地的處理辦法，為了能夠更好地確保接地電阻值的穩(wěn)定系數(shù)，必須要做好接地的處理措施。通常來講，當電網(wǎng)的電壓處于正常狀態(tài)時就會使用，但是由于輸電線路的絕緣能力比較差，因此就不應該用。而當電網(wǎng)的電壓處在一般水平的時候就不會應用，當電網(wǎng)的電流達到一定的數(shù)值，需要考慮輸電的距離問題時才會運用到這一技術。

4 結語

雷電屬于自然現(xiàn)象，因此石油化工產(chǎn)業(yè)在儀表防雷方面要有足夠的重視，能夠清楚認識到其對石油化工生產(chǎn)活動帶來的危害，從而根據(jù)當前的防護措施制定更加完善的防雷策略，將雷電對石油化工生產(chǎn)帶來的損害降到最低。