化工企业雷击起火事故分析及防雷研究

芮春锦

芮春锦

（安庆市气象局安徽安庆246000）

摘要：为进一步完善化工企业防雷设计，本文对化工企业雷击起火事故进行分析，并为防雷设计提供可靠参考依据，以避免或减少由于雷电灾害造成的损失和灾害。

关键词：化工企业；雷击；起火；防雷

引言

化工新型材料对于国防和新兴产业发展与形成起到极大促进作用。但化工行业因其生产的特殊性，加上原材料产品存在有毒、有害及可能会发生爆炸等危险性，让人避之不及，因此化工企业多集中在距离城市偏远、空旷区域。化工企业在厂房设计上较复杂，其工艺危险系数较大，因此很容易受到雷电的侵袭。虽然目前化工企业是按照国家防雷标准进行采取防雷措施的，但雷击事故仍时有发生，造成无法预估的损失和灾害。为进一步完善化工企业防雷设计，本文对化工企业雷击起火事故进行分析，并为防雷设计提供可靠参考依据，以避免或减少由于雷电灾害造成的损失和灾害。

1化工企业环境特点

安庆位于安徽省西南部，长江下游上段北岸，地貌大致分为中山、低山、丘陵、台地（岗地）、平原几个部分。安庆属北亚热带湿润季风气候区，四季分明，地处中低纬度，冷暖气团活动和交锋频繁，加之地形复杂多样，常有雷电灾害出现。化工企业主要建在丘陵、低山、台地地带，这些地方最易受到雷击，化工企业高大装置受到雷击产生电磁脉冲，会对仪表仪器等设备造成极大破坏，引发起火爆炸。近年来由于雷电灾害引起的化工企业发生火灾爆炸事件，不但给化工企业安全生产带来极大影响，对人民生命财产安全更是造成威胁。

①由于安庆市特殊地形，土壤电阻率非常高，因此在化工企业进行雷击起火事故分析及进行防雷研究时，需加大防雷级别档次。

②化工企业所使用交流电是从架空明线线路接入到附近，然后通过地埋，从而到建筑物内部的，而有一部分化工企业所引入的是10KV电力线架空，在进行变压后，经地埋进入建筑物内的。否则易受到感应雷电磁脉冲。

③引到化工企业所采用的通信线路是从户外架空明线引入，如果不安装专用电涌保护器做防雷电防护，很容易受到雷电攻击。

2化工企业雷击起火事故分析

2.1事件概述

以安庆市某石化厂装置起火为例：事故发生时，正是强雷暴雨时，并伴有较强的闪电，输油站3号金属外浮顶，受到雷击后该油罐冒出火苗，并伴有浓烟腾起。值班人员迅速报警，随后消防队派3台消防车抵达现场。消防泵房值班人员及时启动消防自动灭火系统，待消防队员及技术人员到达罐顶，使用泡沫枪扫射覆盖火焰，扑灭火灾。

此次火灾致使储油罐浮顶二次密封被炸裂。由于储油罐上部安装有感温报警器和工业电视监控系统，生产区没有出现监控死角，并且报警及时，灭火及时，因此没有造成严重经济损失和人员伤亡。

2.2事件原因

该化工企业所处区域为山岗丘陵地带，地形复杂，雷雨季节，随着“热岛效应”加剧，大气污染严重，对流云势态强烈，沿江空气潮湿，受到太阳辐射升温，遇地形抬升形成雷雨云，滞留时间长，雷电活动频繁、雷击密度大。由于油罐顶孔口关闭不严或未安装阻火器，避雷装置设计不合理或发生故障，金属罐接地过大（大于10Ω）静电荷消除不掉，混凝土油罐中钢筋未能安全电气闭合，在雷击时易引起火灾或爆炸。

2.3预防

①减少人为方面原因失误，防止油罐跑、漏、冒等现象出现，做好油罐防腐工作，

并定期进行检查。

②根据罐区容量、材质及容积进行设计避雷针、线的保护范围，或进行防雷接地装置。浮顶罐可不装设避雷针、线，但浮顶与缸体需用两根截面大于25mm²软铜线作电气连接。罐区架宁或埋地金属管道，应与防雷接地装置连接上。用于防雷接地装置接地电阻必须符合国家标准。

3化工企业防雷设计要点

3.1接闪器

化工企业建筑及储油罐等需加装接闪器进行雷电防护，而不只是通过简单接地预防雷电侵袭。化工企业属于一类防雷建筑，按照防雷相关规定，在石油等易燃易爆罐状装置上，需装置阻火器，并且排放蒸汽、危险易燃易爆气体等管口外以下空间，必须处于接闪器防护范围中。储气罐若没有接闪器保护，如果阻火器和罐上呼吸阀有接触不良现象，那么在受到雷击后，极易产生火灾从而发生爆炸。

3.2防感应雷

①感应波防护。化工企业建筑物内会有各种金属物，如设备、管道及构架等，这些需要就近接到防直击雷接地装置或电气设备保护接地装置上。为防止雷电出现时因电磁感应而产生火花，需要将长金属物间距小于100mm时每隔20-30m进行金属跨接，但长金属物连接处不能跨接。建筑物内防雷电感应在接地干线与接地装大于四处连接。

②雷电波侵入防护。低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内电缆引入，在入户端将电缆外皮、金属线槽接地。金属物与防雷接地装置相连。电源各级保护电气接地装置与防雷接地装置共用或相连，低压电源线路采用全长电缆或架空线换电缆引入，在电源线路引入总配电器动作放电，大部分雷电流经避雷器流过。

架空和直接埋地金属管道在进出建筑物处就近与防雷接地装置相连，架空管道要进行接地处理，冲击接地电阻要小于10Ω。进出建筑物金属管道要在进出位置连接上防雷接地装置。架空金属管道在距离建筑物大概25m地方接地，其冲击接地电阻要小于10Ω。

③防静电接地。地网最好用非金属接地模块进行制作，引起地网测试极到地面上，便于对地网情况进行定期检测。机房与变电房基础内钢筋应在四角处连接地网。

3.3直击雷防护

①站区防护。化工企业的建筑包括值班室、办公区、生产厂房、消防泵房，还有其它的一些附属建筑物，在进行设计和施工时，需要将其框架结构桩作为垂直接地体，利用地梁与承台作为水平接地体，利用桩内两条对角主筋作为引下线，利用天面板筋作为接闪网格，然后沿天面四边进行避雷带敷设，四角采取60cm避雷短针防护。如果石油液化气站顶型是尖状结构，需要在顶尖安装100cm避雷针。

②罐区的直击雷防护。化工企业如果设有金属罐体装置，必须要做好防雷接地保护，接地点要大于四处，接地沿罐体周长间距要小于18m，接体地距罐避要大于3m。另外，对于卧罐，还需加装避雷针进行保护。罐体顶站可不装设避雷针，截面处需小于25m㎡的软铜绞线作为电气连接。独立避雷针与被保护罐体水平距离要大于3m，保护范围不低于呼吸阀2m。如果罐顶装用避雷针，或把罐体作为接闪器时，接地电阻要小于10Ω。

3.4电源配电系统雷电防护

①外来导体。外来导体有金属水管、各种电缆或者电缆的金属管等，这些都需要进行地埋之后才能进入机房，并且在进入机房时进行接地，电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地进入机房电缆相线和中线应通过电涌保护器接地。

②防浪涌保护装置。化工企业供电设备及电子设备需加装防浪涌保护器，总配电箱应采有TN-S系统，并在进线处做重复接地，此处需要注意的是，PE线与N线不要并接在一起，另外，储配站内信息系统需采用铠装电缆配线，且设备与线路连接处要加上防浪涌保护装置。

3.5防静电保护

化工企业所有金属管道法兰盘连接位置进行跨接，为避免胶管及法兰第两端由于接地不良而产生静电火花。并且，位于地上或管道沟内管道也需在其始、末端和分枝处设防静电及防感应雷联合接地装置，并且接地电阻需小于10Ω。

参考文献:

[1]孟凡超.石油化工装置防雷设计[J].科技创新与应用,2018(12).

[2]蒋伟,李文静.化工企业防雷及防静电接地检测工作探究[J].化工管理,2017(32).

[3]周存跃.石化企业防雷防静电接地现状及改进措施[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(12).

作者简介：芮春锦（1975-），汉族，安徽省安庆市人，大专，从事气象工作。