如何做好化工装置的防雷措施

周明辉

河北省石油化工建设工程质量监督站 河北石家庄 050050

雷电危害是全球最严重的十大自然灾害之一，且仅次于暴雨洪涝、山体滑坡的危害程度，排在第三位。近年来，我国化工企业数量增加、规模不断扩大，化工装置密集，工艺日趋复杂。 一旦遭受雷击，将直接影响化工装置的平稳运行，甚至损坏生产装置，造成安全事故。 如何做好化工装置的防雷措施，是化工企业长周期平稳运行的关键，也是杜绝安全事故的重要措施之一。

1 雷电的形成与分类

雷电是由于天空中大体积的云层间的相互高速运动、剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上异性电荷，低端云层下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容，当其场强达到一定强度时，就会产生对地放电，这就是雷电现象。

雷电分为直击雷、感应雷、球形雷3 种。 直击雷会对房屋等造成损毁；感应雷主要对用电设备造成破坏；球形雷的破坏力最强，有时爆炸，有时无声而逝，有时在地面上缓慢移动，有时跳跃行走，有时在地面上不高处悬浮。 多年来，球形雷一直披着神秘的面纱，困扰着众多科学家。

常见的避雷针（带、网、线）对感应雷的防护是无能为力的。 因为感应雷的发生是通过金属管、线将雷击电流引入室内。这些雷电流的危害传输距离约3km。也就是说对于某一建筑物来说，距其3km 的地方如果有落雷发生， 它室内的电子设备就存在发生感应雷击的可能性。 感应雷的防护方法主要有在进户线上安装电力避雷器，对进入室内的金属管线等电位连接，以及对主要场所进行屏蔽等。

2 化工装置防雷错误案例分析

2.1 案例一

室外电表箱或开关箱（图1）内未设置电涌保护器（SPD）。 当室外电表箱遭受雷击时会通过过大的雷电电流， 电涌保护器会通过电涌最大钳压有效熄灭雷电流通过后产生的工频续流，把窜入电力线、信号传输的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护设备或系统不受冲击而损坏。

2.2 案例二

化工装置保护接地不准与避雷带连成一体。 因为电源的PE 线若与避雷针、避雷带连成一体是非常不安全的， 一旦避雷针遭到雷电的接闪，PE 线就会把雷电流带进其他系统中。 GB50169-2016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第4.6.1 第6 款（强制性条文） 规定：“独立避雷针和避雷线应设置独立的集中接地装置，其与接地网的地中距离不应小于3m。 当小于3m 时， 在满足避雷针与主接地网的地下连接点至35kV 及以下设备与主接地网的地下连接点间沿接地极的长度不小于15m 的情况下， 该接地装置可与接地网连接”。 该条文明确规定了避雷接地装置与电气主接地网的连接要求：首先，不能在地面上连接；其次，在地下相连时，连接点至35kV 及其以下电气设备与主接地网的地下连接点不能靠得很近， 即沿接地体的长度不得小于15m。

图1 室外电表箱

3 如何做好化工装置的防雷措施

（1） 化工企业建筑物上防雷装置及建筑物内部设施防雷装置的检测应按照《建筑物防雷装置检测技术规范》 的规定进行检查；在爆炸和火灾危险环境中，其电力设备防雷装置应根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定进行检查。 在这些检测工作中，要特别注意检测排放爆炸危险气体、 蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的防雷保护情况。

（2） 除一些常规的建筑物防直击雷装置外， 化工企业中更多的是要做好户外化工装置的防雷措施。 规范明确规定，露天布置生产工艺装置，当金属罐（管）壁厚度不小于4 mm 时，可不设单独的接闪器，，但应有可靠接地，接地点不应少于2 处；两接地点间距不宜大于30 m。 事实上，需要防雷的大部分金属罐（管）壁厚都超过4 mm，按规范要求只做防雷接地就可以了。但在实际工作中需注意， 有些工艺装置顶部有许多自控装置，如电子自控阀、电子流量计、电子温度传感器等，这些装置所处的位置存在雷击风险，应注意检查其是否处于直击雷保护区内，有无防雷措施。

（3） 化工企业内的储罐环境中往往存在大量的腐蚀物质，新建时防雷、防静电装置一般都能按规范要求做好， 但经过一段时间运行后， 极易造成储罐接地线（带）等防雷装置受腐蚀而失效甚至断开。 因此，对这类场所，一要注重连接截面的有效性和完整性；二要注意维保、重置后的复位连接是否符合规范要求。

（4） 化工企业中各类生产厂房（除第一类防雷建筑以外）、户外装置，，所有金属设备、框架、管道、电缆金属保护层（ 铠装、钢管、槽板等） 和放空管等，均应连接到防雷电感应的接地装置上；专用引下线、混凝土柱子内的钢筋， 亦应在最高层顶和地面附近分别引出接到接地线（网）。

（5） 新建的户外工艺装置一般都能按规范设置防雷防静电装置，但化工企业有其特殊性，往往会根据生产工艺要求不断技改，从而增设许多生产设备， ，如放散管、排风管、安全阀、呼吸阀、放料口、取样口、排污口等。 对于炉区、塔区，非金属外壳的静设备区，高大、耸立（ 坐地） 的生产设备，机器设备区的大型压缩机，成群布置的机、泵等转动设备，，罐区，可燃气（ 液） 体装卸站，粉、粒料桶仓，框架、管架和管线以及不能作为接闪器的金属设备，冷却塔、烟囱和火炬，户外高处易遭受直击雷的灯具和电器等， 均应检查是否按相关防雷规范施工，接地是否符合标准要求。

4 结束语

做好化工装置的防雷措施，尤其是户外生产装置，如原料罐区、塔类装置、空压机泵房等界区，应根据化工装置具体情况采取相应的防雷措施， 并制定完善防雷设施巡检制度，做到随发现随解决，这样才能减少或消除化工装置的雷电事故，保证化工生产装置长周期、安全、平稳的运行。