（宝塔国际石化工程技术有限公司 宁夏 750002）
摘要：石油库不同于一般民用建筑场所的特殊性，使雷击成为了造成石油库火灾爆炸的重要因素之一。本文从雷击危害的分类入手，从设计者角度分析了设计时采用的具体防雷措施及采取各种措施的原因，为进行石油库的防雷设计提供些许参考。
关键词：石油库储罐雷击防雷措施
1前言
本世纪初，根据国家能源战略需要及国内大型石油化工企业为保证自身原油供应，规模巨大的石油库基地不断增多。国内大型油库使用的储罐单个容量为10万m3，国家石油储备库的总库容大多大于300万m3，如此大型石油库如遭受雷击发生爆炸、火灾等危害，造成损失及影响是不可估量的。笔者曾参与多个大型石油库设计工作，深刻体会到由于石油库储存、输送石油介质的特殊性及本身所包含火灾爆炸危险区域场所的多样性，使石油库防雷设计是否合理、安全显得尤为重要。
2雷击危害分类
2.1雷击危害分类
根据雷电产生特点及危害性质不同，雷击主要分直击雷，感应雷和雷电侵入波三种危害。
（1）直击雷
当雷云接近地面时，雷云与大地间产生电场，当电场达到一定强度时，就会发生雷云与大地凸起物间的放电，即发生直击雷。
（2）感应雷
根据感应不同分为静电感应和电磁感应，二者原理不同，但结果均是在金属导体上产生过高电压，从而造成危害。
（3）雷电侵入波
雷电侵入波是由于雷击发生在架空线路或架设于空中的管道上后产生冲击电压，并沿线路或管道向两侧迅速传播。当这种行进波沿着电缆或金属管道进入建筑物后，可以将电气设备绝缘击穿，危及人身安全或损害设备。
3大型石油库设计中的防雷措施
3.1金属储罐防雷措施
大型储油罐主要指立式金属罐，立式金属罐分为固定顶罐和浮顶罐，浮顶罐又分外浮顶罐和内浮顶罐。顶板厚度大于或等于4mm的固定顶金属罐，是不需要装设避雷针（网）保护的。达到4mm厚度的罐顶钢板对于雷电有自身保护能力，直击雷不能将其击穿。许多专家在说明金属储罐架设避雷针必要性时，常以1989年8月发生的黄岛油库火灾为反面教材，而据资料显示，当时首先着火的5号油罐为半地下混凝土石壁油罐，四周架设了4座30m3高的避雷针，罐顶部装设了防感应雷屏蔽网。遭雷击起火的主要原因是5号油罐为非金属油罐，本身导电性能不是连续的，存在缺陷。浮顶金属罐不需要装设避雷针（网）保护。因为浮顶上的密封严密，浮顶上面油气较少，达不到爆炸下限。但应将浮顶与罐体用2根不小于50mm2的软铜复绞线做电气连接，目的是导走浮盘上的感应雷电荷和油品传到金属浮盘上的静电荷。
金属储罐上的阻火器、呼吸阀、量油孔等金属构件均应与罐壁做电气连接，形成等电位。
金属储罐必须做防雷接地，接地点沿油罐周长的间距，不宜大于18m，冲击接地电阻要求不大于10Ω。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆10万m3外浮顶罐直径80m，笔者在设计中采用的方案为：沿罐周均匀做15
组接地，每组3根接地极，接地极距罐壁距离3m，形成环形接地系统，接地极视土壤电阻率大小可分别采用镀锌角钢或防腐离子接地体。
3.2建筑物防雷措施
石油库因工艺需要，需设置外输泵房、计量间等建筑物。此类具有爆炸危险环境的建筑物在防雷分类上属第二类防雷建筑物。在设计中通常采用避雷带作为接闪器来防直击雷，避雷带沿屋角、屋脊、屋檐、檐角等易受雷击部位敷设，在整个屋面组成不大于10mX10m或12mX8m的网格，并将接闪器保护范围内的金属物体，如风机、风帽、放散管等与避雷带相连。引下线不少于2根，间距不大于18m，沿建筑物四周均匀或对称布置，引下线的冲击接地电阻要求不大于10Ω。近年来，轻型钢结构建筑物以其造型美观大方、隔热隔声阻燃、建设周期短、工程造价低等优点，在大型石油库设计中得到广泛应用。以笔者参与设计的2座大型油库为例，油品泵房均采用了轻型钢结构，因其屋面为夹有非易燃物保温层的双金属板，当上层金属钢板厚度不小于5mm时，可利用金属屋面作为接闪器，引下线利用钢柱，接地系统利用基础内钢筋。设计既节省投资，又避免在金属屋面上设置避雷带造成漏雨隐患。
3.3电气设备防雷措施
随着大型石油库自动化程度日益提高，电力系统的重要性也越来越高。在实际设计中，电源接地系统可采用TN-S系统，整个系统的中性线跟接地保护线是完全分开的，电缆进出线的10kV开关柜内应设置避雷器，低压进线柜内应设置电涌保护器，从防雷安全考虑，笔者建议所有户外动力配电箱及自控设备箱内均设置电涌保护器，部分地区的防雷部门也有这一要求。另外，配电电缆宜采用铠装电缆直埋敷设，电缆进出线时，应在进出端将电缆金属外皮、保护钢管与接地系统相连。
3.4其他设施防雷措施
输油管道如遭受雷击造成火灾，危害甚至要大于储罐着火。以2010年7月大连保税油库3号油罐着火为例，首先着火的正是输油管道，燃烧的石油顺着消防路流过原油泵房、消防泵房、变电所等，并将这些建筑烧毁。设计时对于地上或管沟内敷设的输油管道，应在始末端、分支处、直线段每隔200m设防感应雷接地装置1处，对平行敷设时净距小于100mm的相
邻输油管道做跨接，跨接点间距不大于30m，当管道交叉净距小于100mm时，也需对交叉点做跨接。
4结束语
本文从设计角度分析了石油库中各类设施的防雷措施，对于防雷设计在施工时的具体应用及施工方法未作详谈。大型石油库一旦因为雷击危害造成火灾爆炸，造成的经济、政治影响是不可估量的。防雷设计虽然不能阻止雷击的发生，但能将雷击危害降到最低程度，所以说细致而全面的防雷设计是防止雷击危害发生的前提，这就要求每一位防雷设计者在深入了解雷击危害的前提下，对于油库内各种可能遭受雷击的设施采取安全、合理、经济的防雷设计，这样才能保证油库的安全运营，达到国家能源战略储备的目标。
参考文献：
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[2]邓宁文，康强，李韬.石油化工油库的防雷设计.科技资讯，2014年03期.
[3]孙松杰.浅谈油库火灾爆炸事故原因及其控制措施.科技创新导报，2011年02期.
作者简介：张婷婷，女，1985年1月，本科，工程师，主要从事石油化工厂供配电设计
论文作者:张婷婷
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/5
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