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工业储罐防雷防静电设计

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年1月作者：刘璞1景哲2 田瑞敏2 李力2 张永瑞2

[导读] 从雷电对工业储罐的不良影响的三个方面直击雷、雷电波侵入、电磁脉冲入手，分析了工业储罐发生雷电灾害的路径，针对性开展防护。阐述了不同材质、不同类型储罐的直击雷措施，以及工业储罐区域的防雷电感应、防静电、接地保护措施。同时应因地制宜，根据储罐的储量、储罐区面积等因素具体制定。工业储罐的防雷防静电应不断优化、不断改进，确保人身安全和设备稳定。

1.山西省人工增雨防雷技术中心；2.山西省气象灾害防御技术中心刘璞1景哲2 田瑞敏2 李力2 张永瑞2 030002

摘要：从雷电对工业储罐的不良影响的三个方面直击雷、雷电波侵入、电磁脉冲入手，分析了工业储罐发生雷电灾害的路径，针对性开展防护。阐述了不同材质、不同类型储罐的直击雷措施，以及工业储罐区域的防雷电感应、防静电、接地保护措施。同时应因地制宜，根据储罐的储量、储罐区面积等因素具体制定。工业储罐的防雷防静电应不断优化、不断改进，确保人身安全和设备稳定。
关键词：工业储罐；防雷；防静电；接地
        引言
        工业储罐是常见的保存发酵化工原料、气体、油品的密闭容器，是危化行业中必不可少的生产设备。发生雷雨天气时，一般露天布置的各类储罐受到雷击的可能性也相对较高，容易发生严重的火灾爆炸事故。因此，积极探寻出多种有效的工业储罐防雷接地安全防范措施，预防和减少雷灾事故。
        1.雷电对工业储罐的不良影响分析
        雷电是发生在大气中瞬时的大电流、高电压放电现象，其中尤其以地闪回击放电过程最为强烈。雷电对工业储罐造成的不良影响主要包括直击雷、雷电波侵入和电磁脉冲等。
        1.1直击雷
        发生雷击时会产生热效应、电效应或机械力等一系列的破坏作用。使得工业储罐发生物理化学变化，严重影响工业储罐的正常运行和性能发挥，甚至会对储罐周围相关建筑产生一定不良影响，严重的情况下，会威胁工业储罐周边相关人员的生命及财产安全。
        1.2雷电波侵入
        雷电波侵入是指雷电流沿着架空线路或金属管道侵入室内，对人员及设备造成损坏。
        1.3电磁脉冲
        雷击电磁脉冲指的是当周围发生雷击时，工业储罐、金属制电缆或者管道受到周围磁场变化影响等发生电磁感应现象产生雷电脉冲的情况，干扰弱电信号，导致相关金属部件产生电火花等问题，导致火灾爆炸危险。
        2.工业储罐防雷
        2.1直击雷防护
        2.1.1金属工业储罐防护
        (1) 钢制储罐的罐壁厚度≥4mm，如罐顶装有带阻火器呼吸阀，罐体本身可作为接闪器;金属储罐四周或对称布设环形接地体，储罐接地点不应少于两处，并沿罐周均匀或对称布置，沿罐壁间距不大于30m，接地体距罐壁的距离应大于3m。断接卡装设在引下线在距离地面0.3至1m处。储罐的自然接地体应与人工接地体做共用接地，相连接不少于两处，冲击接地电阻不大于10Ω。
        (2)钢制储罐的罐壁厚度≥4mm，而罐顶呼吸阀装无阻火器时，需要在罐顶装设接闪器(包括接闪针、接闪杆等)，实际情况中宜把金属栏杆作为接闪器，且使呼吸阀及排出的爆炸危险气体或蒸汽在接闪器保护范围内。
         (3)当钢制储罐的壁厚＜4mm，需要罐顶装设接闪器或在罐体附近设置独立接闪器，使整个储罐、呼吸阀及排出的爆炸危险气体或蒸汽在接闪器保护范围内。
         (4)非钢制金属储罐罐顶壁厚不小于表1规定时，应利用金属罐体作为接闪器; 罐顶壁厚小于表1规定时，需要在罐顶装设接闪器或在罐体附近设置独立接闪器，使整个储罐处于保护范围内。

        (5)浮顶储罐(包括内浮顶储罐)可把储罐本身作为接闪器，浮顶与罐体应采用两根截面≥50mm2的扁平镀锡软铜复合绞线或绝缘阻燃护套软铜复合绞线做电气连接，可靠连接点不应少于两处。连接点沿罐壁间距不大于30m。另外，金属储罐的呼吸阀、量油口等金属附件应等电位联结。与工业储罐相连的电器、控制、计量等线路应穿金属管屏蔽，且金属管顶部和底部与工业储罐等电位连接，并在线路沿线相应的设备处安装符合设备耐压水平的电涌保护器。
        2.1.2非金属工业储罐防护
        未埋地非金属储罐应考虑直击雷防护，安装独立接闪针、接闪杆等，接闪器保护范围覆盖被保护储罐和突出罐顶的呼吸阀等金属物体。对于非金属罐体外部需要做彩钢保温层的情况，储罐的壁厚应将最外层彩钢瓦的厚度作为它的厚度。
         2.1.3覆土储罐防护
        覆土储罐埋设深度大于0.5m时，可不考虑直击雷防护。金属罐体、各金属构件以及呼吸阀等金属附件均等电位连接并接地，共用接地要求小于10 Ω。如工业储罐的金属附件突出地面时，应装设适配的接闪器，使呼吸阀及排出的爆炸危险气体或蒸汽在接闪器保护范围内。
        2.2防雷电感应
       储罐上安装的控制、计量、通信设备及相关金属线缆等均需穿金属管敷设，具备埋地条件应埋地，并需做好接地。在电源线总进线处、设备前端均应设置与耐压水平相适配的电涌保护器。长金属物如构架、管道、电缆铠装层等平行敷设时，当净间距＜100mm时，应每隔20至30m用金属线跨接;交叉净距＜100mm的交叉处需要做跨接。
        2.3防静电措施
        （1）在储罐内壁应采用导静电防腐型涂料；（2）存放有易燃易爆物质的工业罐区维修、施工时必须使用铜制五金工具，防止电火花；（3）进入易燃易爆物质的工业罐区的作业人员需穿防静电服、防静电鞋，禁止在爆炸危险区域脱衣服、帽子或类似物；（4）储罐区输送管道5螺栓以下连接的法兰盘需要跨接；（5）工业储罐区域内所有金属物体，包括但不限于构建物、管道、桥架等均做可靠等电位连接，且接地至少2处。（6)储罐的扶梯及罐区入口处应设置除静电桩。
        2.4接地保护
        (1)土壤中敷设的垂直接地体宜采用热镀锌或镀铜材质的圆钢、角钢或钢管;土壤中敷设的水平接地体宜采用热镀锌或铜包钢材质的圆钢或扁钢。接地线应与水平接地体的截面积相同。(2)垂直接地体和其他人工接地体敷设间距一般为5m，可根据场地情况适当调整。(3)人工接地体埋设深度一般不小于0.5m，土壤电阻率高的地区应适当深埋。(4)工业储罐区内的防雷接地、工作接地、防静电接地及保护接地等均应共用接地，接地电阻不大于4Ω。
        3.结语
        以上对工业储罐的防雷防静电设计做了简要阐述。每个储罐区域都有自己的独特性、唯一性，防雷防静电措施应因地制宜，根据储罐的储量、储罐区面积等因素具体制定。工业储罐的防雷防静电应不断优化、不断改进，确保人身安全和设备稳定。
参考文献
[1]GB 15599-2009 石油与石油设施雷电安全规范[s].
[2]GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范[s].
作者简介：刘璞（1987—），男，山西太原人，研究生，2010年毕业于南京信息工程大学，工程师，主要从事雷电防护研究。
通讯作者：景哲（1987-），男，本科学历，工程师，研究方向：防雷。