大型煤化工企业的防雷对策

武连新

(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 靖边 718500)

雷电是一种大气中的放电现象，在发生雷电时，可在短时间内产生数万伏的冲击电压，放电电流也可达到几十万安培，这样强大的高电压会对建筑物、设备、树木、人体等产生很大的威胁，可以引起巨大的财产损失和人员伤亡。因此，对雷电的电流特性进行分析，通过科学的防雷措施提高化工企业的综合防雷水平势在必行。

一、雷电的产生

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种大气中的放电现象，雷电在形成过程中会积累正负电荷，当不同电荷的雷云碰在一起时，它们之间就会存在一个电场。随着雷云电荷的不断积累，电场的强度也随之增大，一旦电场强度达到25-30 kV／cm时，在雷云之间就会产生强烈的放电，且电流可以达到至少200KA，温度也能达到20 000℃，在放电过程中还会伴随强烈的闪光和轰鸣声。当雷云很低时，在地面上的凸显物上就会感应出异性电荷，随着电荷的积聚，达到一定程度时，就会在雷云和地面凸显物之间产生放电现象，我们称之为直击雷。在雷云放电的附近，还会出现雷电感应，分为电磁感应和静电感应。电磁感应是在发生雷击时，会在电流周围产生强大的电磁场，并在磁场周围的金属导体上感应到很高的电压。静电感应是由于地面凸出物的电荷在雷云放电时会失去束缚，同时以很高的速度流回地中。

二、雷电的分类及危害

1、直击雷：高空雷云直接对地面的建筑物、设备仪器、树木、人体放电，产生的电流可以达到几百KA，同时产生的高压效应也会产生数万伏冲击电压，如此大的高压可以瞬间毁坏建筑物和其他物体，还能穿透绝缘体是电器设备发生短路，引发火灾。

2、感应雷：在发生直击雷时，雷电流在对地放电时会在金属导体周围产生感应的电动势，这时就会产生强大的交变电磁场。此时，感应电动势会是通讯线路、供电线路产生强大的高压电势，破环供电系统，损坏通信设施和电子器件，严重时也会发生火灾。

3、飘雷：在直击雷发生的同时也有可能出现红色或兰色的火球，这种火球随风漂移，遇到物体时再次放电，会对建筑物、设备和人体产生损害。

4、滚雷：雷电在对大地放电时，没有将电一次性放完，这时便可能会产生带电火球在地面滚动，直到火球的电能释放完后，火球才会消失。在火球滚动时会对地面上的物体构成危害。

5、雷电流高热效应放出的强大电流，会产生巨大的热能，这些热能可将金属融化。

6、雷电流的机械效应主要为雷电击中物体后会使其发生爆炸、撕裂等现象，从而导致财产和人员的损伤。

7、雷电波的侵入对建筑物的反击作用可能会使电气线路或配电装置短路而引起火灾、爆炸。

三、雷电对化工企业产生的危害种类及其防护

1、直击雷的危害及防护

直击雷是高空雷云与地面上的凸出物之间的放电引起的。当雷电击中以煤、天然气为原料生产甲醇等产品的化工企业时，由于雷电流的高热效应产生巨大的热能，容易造成煤、天然气、甲醇等化工产品的燃烧、爆炸或造成金属熔化引起火灾，也可能因直击雷产生的数万伏冲击电压造成厂房内的设备损坏，如此强大的电压在瞬间对化工企业造成巨大的财产损失和人员伤亡。

防直击雷的主要措施是在该化工企业的建筑物上安装避雷针、避雷网（线）和避雷带等避雷装置。同时也要将避雷线安装在工厂的高压输电线路上。完整的避雷装置包含了接闪器、引下线和接地装置。上述所说的针、网、线、带都是指的接闪器。接闪器在这里所起的作用是利用工厂建筑物的凸出地位将雷电引到自己身上，接着通过引下线和接地装置将雷电引向地面，这样就保护了工厂建筑物免受雷击。在安装引入线时，要保证器不能弯曲，也不能用铝线做引下线。

2、感应雷危害及防护

在雷云放电的附近，还会出现雷电感应，分为电磁感应和静电感应。这两种雷电感应都能产生强大的感应电动势，可使得供电线路、通信线路产生巨大的高压电势。这种高压电势极易损坏掉化工厂的机器、电路，引起煤、天然气、乙醇等易燃易爆物的燃烧、爆炸。

对于感应雷的防护，应区别对待电磁感应和静电感应。为防止电磁感应，当平行管道或交叉管道不足0.1m时，必须每隔20m到30m用金属线衔接。在独立使用避雷针或避雷线（网）时应该有自己独立的接地装置，同时要让每一个接地电阻不大于5-10Ω。为防止静电感应产生的强大高电压，必须将工厂内的金属设备、金属管道等与地相连。对于钢筋混凝土的屋顶，为保证建筑物的安全，也要将钢筋焊成6-12m的网络，将其连成一个通路，并与地相连。若不是非金属屋顶，也要装上6-12m的金属网络，并与地相连，因为化工厂属于雷电的高危区，必须要注意工厂建筑物、设备和化工原料的安全，防止发生火灾和爆炸事件。

3、雷电波侵入危害及防护

雷电波的侵入也是对化工厂的雷电危害之一。雷电波由于雷电击中建筑物的金属管道或架空线路产生强大的冲击波，这种冲击波可能使厂房内的电子设备和仪器发生损坏或是人触电身亡，更有使电气线路或配电装置发生短路而引起火灾、爆炸。

为防止雷电波沿低电压线路进入到厂房内，最好用地下电缆代替低压线路供电，并要将电缆的金属外皮接地。对于其他的建筑物若采用架空线供电，那么在厂房外装上一组低压阀型的避雷器，并和子铁脚一块接地；也可保持3mm的间隙，当雷电波袭来时，避雷器可以切断雷电波，保护厂房内的设备和仪器等安全。

四、注意防雷装置的检查

化工厂划为第一类防雷建筑物，一旦受到雷击，将会造成巨大的破坏和人身伤亡。因此，必须注意防雷装置的检查，以确保化工厂的厂房、设备、材料和人员的安全。

1、对于化工厂的普通场所，应在每年的雷雨季节前作定期检查，而对于重点部分，则应该在每年的春秋两季均进行定期检查。

2、因为腐蚀或者其他原因导致防雷装置各部分导体出现折断，锈蚀等超过30%时，必须更换设备。

3、经常检查接闪器，避雷器瓷套是否完好，并定期进行预防性试验。检查断接卡和木结构的接闪器支杆是否完好，并检查接地装置周围是否有土壤沉陷现象。

4、测量所有接地装置的接地电阻是否符合安全要求。若发现异常现象，应进行全面检查，必要时可补打电极。

5、独立的避雷针及其接地装置不得设在易燃物和人常出没处。

总之，我们必须正确认识雷电，正常掌握雷电的规律和防范措施，以减少雷电产生的灾害，减低雷电对人类造成的损害。

[1]廖锡源，李敬源.《雷电的危害及预防措施》.《气象研究与应用》，2009年第1期.

[2]眭广瑞.《浅谈雷电的危害及预防》.《百业科技》，2009年第3期.