（长庆油田分公司第一采油厂 陕西西安 710000）
摘要：通过对雷击种类及破坏机理的分析，结合油田联合站生产状况及实际经验，总结出雷击对联合站储油罐区、电力系统安全生产的影响，同时提出对雷击的预防措施，为联合站安全生产防雷措施提供一定的参考依据及控制方法。
关键词：联合站；防雷技术；分析
1.雷击的种类及破坏机理分析
雷电是我们日常生活中极易发生的自然现象，尤其在夏季突出，同时，雷击过程虽然短暂，但其短时间内却会产生数万伏甚至几十万伏的冲击电压，对联合站来说，一旦遭遇雷击，将会造成不可估量的后果。雷电对联合站造成的危害单从来源讲分为直接危害和间接危害两种。直接危害是雷电发生时对大地放电突发引起的，此危害突发性较强，而可控性也较强；间接危害是当雷电发生时，产生强大的电流引起的电磁感应和雷云静电而引起的。由于直接危害和间接危害形成的原因和结果不同，从危害角度主要可分为感应雷、直击雷、雷电侵入和球形雷4种。
1.1感应雷
感应雷是在雷电发生时引起的感应结果。雷电发生时段不同，引起两种不同的感应结果：一是雷电发生初期只有雷云形成时，对地而上的物体尤其是导体、输配线路等产生静电感应，形成与雷云电荷极性相反的束缚电荷，随即与雷云放电后转变的自由电荷相互作用产生感应电压。产生的感应电压通常会造成建筑物内导线接地不良的金属物导体和大型金属设备放电而引起电火花，继而发生火灾、爆炸等事故。二是在雷电形成闪击时，雷电流变化率大继而在雷电通道附近形成很强的感应电磁场，对附近的电子设备产生干扰、破坏，并对周围的金属物件产生感应电流，伴随放出巨大的热量，在一定程度上引发火灾；同时当雷电流遇到架空线路，高电位会沿着导线侵入建筑物内，同样会对电气设备或金属设备产生危害。
1.2直击雷
直击雷是雷云与大地之间的放电，过程有3个阶段，且其大约50%会反复放电，持续造成危害。它的破坏作用主要是热效应破坏、电效应破坏和机械效应破坏。雷电放电时，产生几十至几十万安培的强大电流，并在瞬间内转换成巨大的热能，在烧毁、击穿电力线路、设备的同时，产生巨大的机械力，摧毁设备、导致可燃物形成火灾或者爆炸事故。
1.4雷电侵入波
雷电在架空线路或金属通道上产生冲击电压就会形成雷电侵入波，该波会沿架空线路或金属通道的方向迅速传播。若雷电波侵入建筑物内，造成配电装置、电气下路绝缘层被击穿或易燃易爆物燃烧或爆炸，造成设备损坏，危及人身安全。
2.联合站储油罐防雷
2.1雷电对原油储罐的危害分析
联合站内的原油储罐排列分布较为密集，且内部储存介质为原油，储量持续保持在安全临界线以下，储存原油一般最低温度20℃以上，运行的储罐产生大量的油气挥发在呼吸阀处，极易燃易爆，储油罐所处环境为高危易燃易爆危险区域。
当雷电发生时，处于整个区域最高端处的原油储罐顶部极易发生雷电直击。即雷云下端的负电荷与原油储罐因静电感应产生的正电荷形成垂直向上的大气电场，瞬间产生电火花或与原油蒸汽引起闪爆或燃烧，从而造成巨大的原油储罐区着火、爆炸，产生不可估量的破坏。
2.2原油储罐防雷措施
（1）储罐区设置避雷针
在各种防雷击措施中，避雷针是一项己成熟的技术，且应用较为广泛。同样，在联合站原油储罐区域采用避雷装置，构建一条避雷屏障，安装方便、应用效果较为明显。
实际应用过程中，避雷针的分布结合储油罐区的形状、储油罐的高度、直径，及原油储罐之间的距离，确定避雷针的分布数量及安装位置，确保每座储罐全方位的处于避雷针的保护下。避雷针的安装位置、高度可以根据防雷保护区的范围通过折线圆锥体法计算确定。
（2）原油储罐罐体防感应雷接地
在分布安装避雷针的基础上，同时在原油储罐罐体设置防感应雷接地装置。即在原油储罐顶部安装接地确保感应电流直接引入地下。在《石油库设计规范》（GB50074-2011）中明确规定：钢质油罐接地点沿油罐周长的间距不宜大于30 m，接地电阻不宜大于10 Ω；大型储罐接地点沿罐壁周长的间距不宜大于18 m，罐体周边的接地点分布应均匀，冲击接地电阻不宜大于10 Ω。以采油二厂联合站为例，联合站大多位于山上，雷电发生时极易导致处于高位原油储罐产生雷电事故，因此要加强防范，必须要重新调整接地点间距，实际应用中接地点沿罐壁周长的间距不大于18 m，且均匀布置。
3.联合站电力系统防雷
3.1雷电对电力系统的危害分析
电力系统对雷击的发生极为敏感，尤其在高压电系统。高压电系统本身就产生一定的磁场，而当雷电发生时，雷电流产生幅值很高的冲击电压，所产生的能量足以烧毁电力系统线路上的各种装置。同时，雷电流还会产生极高热效应，一旦雷击发生进入电力线路布置室内或与电力线路相碰撞，即刻会导致金属导线熔化或气化，形成开路或短路引发火灾和爆炸。联合站内电力线路分布密集、交错较多，部分存在于存有油气区域内，而雷电发生时产生的电磁场、感应电流等瞬间引起局部过热或形成火花极易出现整条线路火灾，进而产生连锁反应造成爆炸。
在联合站的低压电力系统中，敏感性较强的是较精密的仪器仪表、设备自动控制系统、电子设备等，一旦感应雷电磁场辐射、放电感应电压等的存在，其信号源、控制器等均受到干扰与损坏，从而造成仪器仪表、自动控制设备的损坏甚至报废。
3.2电力系统防雷措施
在联合站电力系统的改造中采取直埋敷设的方式，有效的避免直击雷对电力线路的直接破坏。同时，针对直埋敷设方式进一步加固。加固方式一是采用线缆自带屏蔽层；二是穿钢管埋地敷设。这两种方式要求一定距离保持钢管的电气联通，有效的防护电磁干扰与电磁感应。在线缆埋地过程中，线缆较长穿钢管会存在一定的困难，这种情况下可采取线缆前端和终端穿管埋地，并将线缆前端同防雷装置相连，加装避雷器。同时，针对联合站内的仪器仪表和精密控制系统，电源必须采用避雷保护、传输线、信号线前端与控制中心相应的加装避雷保护器。安装专用的防雷接地模块，完全实现接地电阻不超过1Ω，通过定期检测保证接地体长期稳定。
4.结论
雷电是一种破坏突然、巨大的自然灾害，联合站目前因安全环保压力，开始向山区转移更易接触到雷电危害，所以做好防雷电工作是油田安全生产的一个重要课题，经过长期的实践与调查分析中得出：
（1）罐区安装避雷针经严密的设计与合理的排布，完全可避免直击雷对储油罐区油罐的威胁。现联合站所在用的钢制储油罐罐壁厚度均大于4 mm，罐壁本身就可作为是良好的接闪器，因此在生产实际中必要做好油罐接地装置的设置、检测与日常维护可保证储油罐区的安全。
（2）联合站电力系统防雷技术建议中采取直埋敷设的方式，可有效的避免直击雷对电力线路的直接破坏，仪器仪表和控制系统电源加装避雷保护器即可。
参考文献：
[1]IEC61024-1：1990建筑物防雷 第一部分 通则 IEC61024-1-1：1993建筑物防雷 第一部分 防雷装置保护级别的确定
[2]IEC61024-1-2：1998建筑物防雷 第一部分 第二部分 防雷装置的设计、施工、维护和检测