油罐区防雷技术分析

吴彬丁景松

吴彬丁景松

东莞市气象公共安全技术支持中心

摘要：石化企业，联合储油罐区作为一个易燃易爆的场所，经常受到雷电的威胁，因雷电引起油罐爆炸起火的事故时有发生，因此，储油罐区的防雷工作就显得尤为重要，现就其综合防雷系统进行技术分析与探讨。

关键词：油罐防雷；防护系统；防雷技术；措施

一、油罐的雷电防护系统分析

液化石油气储配站生产区内的建、构筑物的防雷等级确定为二级，雷电易引起储配站可燃气爆炸并对建筑物造成损害，因此要采取有效措施进行防雷。通常采用的方式有以下几种：

一是采用避雷针或间距不大于10mX10m或12mX8m的屋面接闪网作接闪器。

二是液化石油气贮罐或设备上的放散管，要在放散口或其附近装设避雷针保护，避雷针针尖高出管口3米，管口上方1米内属于保护范围。

三是为防止感应雷击，室内所有金属物(包括设备、金属管道、金属构架)均应与接地装置相连。引入室内的架空金属管道，在入户处应和接地装置相连，距建筑物的第一个支架处也应接地，冲击接地电阻应小于10Ω。

四是液化石油气贮罐壁厚度远大于5毫米时，可不装接闪器，而用罐体本身做引线与接地装置相连接，其接地点不应少于两处；容积大于100立方米的贮罐接地点不应少于4处，其冲击接地电阻不应大于10Ω。

油罐的雷电防护在石化行业中至关重要，几十年来人们做了大量的工作，但由于科学发展阶段不同，防雷技术水平也不同，因此油罐遭受雷击的现象目前仍然存在。

雷电的防护系统包括外部防雷保护系统即接闪器、引下线和接地体等，内部防雷保护系统即等电位联结的防雷电电磁脉冲的各项措施。几十年来，常规的防雷方法有独立接闪法、法拉第笼式法、等电位法、人工影响雷电防雷法和消雷器防雷法。

油罐雷电防护的基本原则一般有以下几点：第一，提供一种能使雷电放电电流进入大地或离开大地，而不造成破坏或损失的手段；第二，油罐的通孔必须封闭住，或必须加阻火器；第三，在可燃蒸气可能逸出或聚集的地方避免金属导体之间存在火花间隙；第四，结构及所有附件必须维护好，使其保持良好的工作状态。现根据国内外有关资料，介绍一下有关油罐雷电防护系统的要求。

二、油罐的雷电防护

设计一个油罐雷电防护系统的最佳时间是油罐规划阶段；安装雷电防护系统的最佳时间是油罐建造期间。油罐避雷装置的安装位置必须仔细考虑，要考虑到所有能够产生放电的部分和区域。避雷针最好直接安装于易遭雷击的那一部分结构的上面，并构成直接通向大地的通路，而不要试图把放电电流引向不易受雷击的部分，避雷针的高度必须超过油罐一定高，以避免由于电弧造成的火灾。

对于非金属油罐，应设置独立避雷针，其保护范围应该覆盖罐体及其附属通风口。

对于金属油罐，即罐顶钢板厚度大于等于4mm的油罐，可利用罐体作为接闪器。也可在罐顶直接安装避雷针，保护呼吸阀，避雷针与呼吸阀的水平距离不得小于3m，保护范围高出呼吸阀不得小于2m，冲击接地电阻小于等于10Ω，罐上接地点不少于2处，两接地点间距不应大于18m。

浮顶金属油罐可不装设防直击雷设备，但必须用2根截面积不小于50mm2的软铜较线或φ5不锈钢丝将浮船与罐体作电气连接，其连接点不应少于2处，且连接点沿油罐周长的间距应不大于30mm。浮顶油罐的密封结构宜采用耐油导静电材料制品。

非金属油罐应装设独立避雷针，或者采用多层屏蔽防雷技术。非金属油罐必须装设阻火器和呼吸阀，油罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、入孔、透光孔、法兰等金属附件须严密并接地。

三、针对不同类型油罐，采取不同的防雷措施

3.1对于固定拱顶的密封金属油罐

金属油罐必须作环形接地，其接地点不应少于两处，其间弧形距离不宜大于30m，接地体距罐壁应不小于3m。当钢油罐顶板厚度小于4mm时，应装防直击雷设施，当顶板厚度大于等于4mm，可不装防直击雷设施，利用自身金属罐体作为接闪器，泄放雷电流。接地电阻不宜大于10Ω,当油罐仅作防感应雷接地时，接地电阻不宜大于30Ω。

有透光孔、呼吸阀并且带有阻火器，且液压安全阀密封的密闭金属油罐，罐壁厚度和顶盖厚度均大于或等于4mm的，可以采取自身保护措施，只要将与其连接的管线及其他金属配件等均进行等电位联结，过渡电阻小于0.03，且与接地装置相联结处不少于两点以下的，可不必装避雷针。

3.2对于外浮顶油罐

由于罐的顶盖随着液面的上升与下降而随之浮动，罐内的空气间隙极小，因此不能形成爆炸性的混合物，而且浮顶和罐壁之间是密封的。也可以不装避雷针，一般只需要接地即可。:但浮动的金属罐顶，要用跨接线与金属罐体相连，并通过罐体与大地相接，其接地电阻不应大于10欧。

3.3对于内浮顶油罐

浮顶金属油罐必须由两根以上软铜绞线（截面>50mm2）维系浮船与罐体并且做电气等电位连接，连接点应该控制在两点以上，每个点沿油罐周长的间距则应该控制在30m之内，由于浮顶罐的浮盘与罐顶之间的空间内可能聚集爆炸性混合物，因此必须要安装防雷设施。

3.4对于非金属油罐

防雷装置一般采用独立避雷针进行保护，在防雷检测工作开展的过程中，应该注意独立避雷针的装置应该与保护物品的距离>3m,如果避雷装置采用的是网格的形式，则网格应小于10mX10m,引下线在2根以上，并且应该均匀对称分布,并且非金属的防雷接地电阻应在10欧以下，其呼吸阀、阻火器、透光孔等金属配件用也应该具有等电位连接，并且还应该保证在防直击雷的装置保护范围内。

3.5对于储油罐的温度、液位等数据远传线路

应配置铠装电缆或钢管配线，铠装电缆外皮、配线钢管上下两处与油罐应有可靠电气连接，铠装电缆的埋地长度应不小于50m。储罐的上罐扶梯入口处、装卸作业区内操作平台的扶梯入口处,应设消除人体静电装置，接地电阻应小于10欧。

3.6对油库区的配电系统和信息系统进行防雷

3.6.1配电系统的防雷

大型油库的许多装置都是暴露在外，这种自身所处环境的特殊性导致了油库区很易受到雷电的危害。而这些由雷电所引发的爆炸往往会造成极大的经济损失。故在油库区，对防雷技术的要求越来越高。而雷电电磁脉沖是电子信息系统、以及低压配电系统受到雷击的重要原因之一。

油库的输电线路是由架空引入的,所以在雷雨天气中,就会位于直击雷的威胁之下，如果此时遭受雷击，线路上所有的浪涌就能够达到100kA甚至100kA以上。所以，在现代许多大型油库的供电线路中,大都采用多级系统的保护。多级系统包括:一是泄流电路。这一级电路可以吸收过电压暂态能量,并将大部分的电流泄放到地下。二是限压电路。这一级电路作为浪涌保护装置，它被用来对电路中所产生的残压进行限制。有了限压和泄流这双重的保护，两者互为表里，相辅相成,配合良好,就能对设备起到了很好的保护作用。

3.6.2电子信息系统的防雷

油库的电子信息系统,是一种重要的监控手段,在油库的安全方面起着极为重要的作用。这个系统在雷电天气下，很容易受到雷电的危害，造成安全监控工作的异常，故信息系统的防雷工作就显得极为重要。然而,在大部分的油库区的电子信息系统中，常常因为设备绝缘强度不高、抗雷击电磁脉沖干扰的能力不强等原因，一旦发生雷击，雷电电磁脉仲就极易进入设备,从而引起设备损坏，人员的伤亡等。

3.7储油罐区（油气）管道，应采取下列防雷措施

①输油(油气)管道的法兰连接处应跨接。当不少于5根螺栓连接时，在非腐蚀环境下可不跨接。

②平行敷设于地上或管沟的金属管道，其净距小于100mm时，应用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m。管道交叉点将距小于100mm时，其交叉点应用金属线跨接。

③地上或管沟敷设的输油管道的始端、末端、分支处以及直线段每隔200~300米处，应设置防静电和防感应雷的接地装置。

结束语

本文通过分析油罐相关的雷电防护系统要求及规范，总结相对比较系统的防护措施和方案，并针对不同类型的储罐，提出不同的防护雷电的措施和建议，供大家一起探讨。

参考文献：

[1]池沙农，储油罐区的防雷措施及灭火系统的检查维护，石油天然气学报，2010.08

[2]杨扬，大型储油罐防雷防静电安全措施探讨，安全、健康和环境，2014.02

[3]程开嘉，对储油罐防雷的几点意见，油气储运，2013.09