尚磊磊 王冠英
安徽华东化工医药工程有限责任公司洛阳分公司 河南 洛阳 471000
摘要：石油化工装置是以石油、天然气及其产品作为原料，生产石油化工产品的生产装置，绝大部分为易燃易爆场所，对防雷接地系统要求较高。雷电是一种非常普遍的自然现象，其破坏力和危险性很大，对人身、建筑物、电气设备造成很大的伤害和损失。因此在石油化工装置中，防雷接地设计尤为重要，本文围绕石油化工装置对防雷接地的基本概念、雷电的防护措施、防雷接地设计的要求做简要叙述。
关键词：石油化工装置；防雷接地系统；设计一、防雷与接地系统的概述
1、雷电效应及其危害：
（1）电磁效应：雷电对地放电时，在雷击点放电的过程中，位于雷击点附近的导线上，将产生感应过电压。过电压的伏值一般可达几十万伏，它会使电气设备绝缘击穿，引起易燃易爆物起火爆炸。
（2）热效应：雷电流通过导体时，会产生大量热能，造成易燃物燃烧。
（3）机械效应：雷电对地放电时，强大的雷电流的机械效应表现为击毁杆塔
和建筑物，劈裂电力线路的电杆等。
（4）电磁波：雷电虽对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入建筑物内，对低压电气设备及计算机信息系统造成严重危害。
2、接地：
接地根据其作用和要求，大致分为工作接地、保护接地、防雷接地三大类。
（1）工作接地:电力系统中某些点为了电气设备的正常工作而做的接地。当该基准电位不与大地连接时，可视为是相对零电位，该相对零电位会随外界的电磁场变化而变化，然后导致电力系统工作的不稳定。当该基准电位与大地连接时， 基标电位视为是大地的零电位，从而不会随着外界的电磁场的变化而变化。根据电路的性质，工作接地又分为信号地、模拟地、数字地、直流地、交流地、电源地、功率地、屏蔽地、设备地、系统地等。工作接地能减少电网发生单相接地故障时的危险性，减少电网发生高压窜入低压故障时的危险性，变压器中性点采用工作接地后，为相电压提供了一个明显可靠的参考点，不仅为稳定电网的电位起着重要的作用，而且还能为三相和单相设备提供电源。
（2）保护接地:将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的电气设备外露的可导电部分进成接地的做法称为保护接地。电气设备上与带电部分相绝缘的金属外壳，通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电，容易造成人身触电事故。为保障人身安全，避免或减小事故的危害性，电气工程中常采用保护接地。
（3）防雷接地: 防雷在于接地，防雷接地主要是把雷电所产生的电流通过接闪器、引下线以及接地装置引入到大地，将雷电泄入大地，从而避免了被保护物遭受直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害。
3、防雷装置：
（1）接闪器：接闪器的形式可分为杆状接闪器（避雷针）、线状接闪器（接闪线）、网状接闪器（接闪网）、金属设备本体接闪器。接闪杆多采用热镀锌圆钢或钢管，接闪线多采用热镀锌圆钢或扁钢，接闪网多采用Φ10 热镀锌圆钢， 屋顶接闪线由建筑专业制做支墩。
接闪网要求与接闪线可靠焊接，形成电气通路。当金属设备本体做为接闪器时要求其金属板不小于 4mm 的厚度。
（2）引下线：引下线多采用焊接、夹接、卷边压接、螺钉或螺栓等连接，保证金属各部件间良好的电气连接。其中明敷设的引下线要根据装置区环境条件， 多采用Φ10 热镀锌圆钢。也可利用钢结构柱作接闪引下线，上端与按闪线可靠焊接，下端与接地网可靠连接，形成电气通路。做法可参见国家标准设计图集15D501《建筑物防雷设施安装》。
（3）接地装置：埋于土壤中的人工接地体多采用 50x50x5 热镀锌角钢，接地线多采用 40x4 热镀锌扁钢，接地线埋深要求是冻土层以下，接地线采用焊接， 涂防腐漆。接地线过马路以及其他可能使接地线遭受损伤处穿 DN100 钢管保护; 垂直接地体采用 50x50x5 热镀锌角钢,每根长 2.5m,垂直打入地下，顶端距地面0.7m;且必须在冻土层以下。
二、石油化工装置的防雷接地设计
1、石油化工装置防雷场所分类：
石油化工装置的各种场所，应根据能形成爆炸性气体混合物的环境状况和空间气体的消散条件，划分为户外装置区和厂房房屋类。设备管道布置稀疏的框架为户外装置区，有屋顶而墙面敞开的大型压缩机厂房为厂房房屋类。
2、石油化工装置防雷措施：
（1）户外装置区
石油化工装置的户外装置区，布满了大小高矮不同的工艺设备和容器，几乎全是金属的（钢的），本身大都能承受直击雷的冲击。只要能满足爆炸危险环境的要求，利用设备本体作为防雷的接闪器和引下线，在工程上是十分方便和经济的。将生产设备的外壳作为防直击雷的接闪器和引下线，要求生产设备是整体封闭和焊接的，而且要有一定的厚度，使在雷击点上电流不能熔穿外壳。转运设备本身有运动部件，还有电动机等电气设备，其本体不能接收和传导雷电流，因此不能用作接闪器。生产设备的顶部和外侧上部是易接受直击雷的部分，要重点加以保护。有些生产设备安装在其他已用作接闪器的高大生产设备附近，位于他们的保护范围之内，可以不设置防雷保护设施，但接地还是要做的;如果位于保护范围之外，则应设置外加的接闪器加以保护。常见的这类生产设备有，转运设备、外壳厚度不够的金属设备和非金属外壳的静设备。
（2）厂房房屋类
在厂房房屋屋顶易受雷击的部位装设接闪带作为接闪器，接闪带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于（第一类5mX5m 或 6mX4m; 第二类 5mX5m 或 6mX4m; 第三类 10mX10m 或12mX8m）的接闪网格。接闪器常采用Φ10 热镀锌圆钢作为接闪器，利用厂房本身结构柱内直径大于 16mm 的两根钢筋作防雷引下线，引下线沿厂房四周均匀布置，且平均间距不大于（第一类 12m; 第二类 18m; 第三类 25m）米，引下线上端与接闪器焊接连通，下端与地下接地网焊接连通，保证接闪带、引下线、接地极三者之间可靠焊接，构成良好电气通路。
三、结语
防雷接地的问题很多，理论很多，说法也很多，但由于接地的不确定性和复杂性，很多说法都有道理，防雷接地设计事关设备和人身安全，为了把雷击造成的损失降到最低，防雷接地系统的设计要做到严格执行国家相关规范要求，综合考虑保证石化工艺装置中防雷接地系统的安全运行。
参考文献
[1] 都基宇.论述建筑电气防雷接地系统施工注意事项[A].科学时代-2014
科技创新与企业管理研讨会论文集上(科技创新)[C].2014. [2]《石油化工装置防雷设计规范》GB50650-2011. [3]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010.