维普资讯 http://www.cqvip.com ７２ 内蒙古石油化工 ２００６年第８期 油田生产中的避雷装置及其检测 田亚丽 （山东省东明县采油六厂供电大队２７４５１１） 摘 要；大气过电压对电力系统设备是非常有害的，所以对它必须加以预防。油田生产中，有相当一 部分电力设备、易产生静电的高建筑物、管道等都需要装设避雷装置，来有效预防大气过电压引起的感 应雷过电压或直击雷过电压。感应雷过电压一般不会超过５００ｋＶ，故对３５ ｋＶ及以下电压等级的绝缘 是有危险的，而对ｌｌＯ ｋＶ以上的设备，绝缘最小冲击耐压水平通常已高于此值，一般不会产生危害。因 此，电力系统防雷的重点是直击雷防护。本文结合油田实际，讨论了油田生产中的避雷装置及其检测技 术。 关键词：油田生产；避雷装置；检测 电力系统的重要设备一一发电机、变压器、断路 器等如果受到雷击损坏．将带来大面积的停电事故， 直接影响整个油区的生产，造成很大的经济损失。为 了避免电气设备遭受直击雷以及防止感应过电压击 穿绝缘．通常采用避雷针、避雷网、避雷线、避雷器等 设备进行过电压保护。另外，在油田生产中，还有像 储油罐这样容易产生静电的高建筑物、管道等也需 要安装避雷装筐，ｘ，ｔ其进行过电压保护。因此．就需 要有完整的检测技术。本文对在油田生产中常见的 需要安装的避雷装置的检测进行论述。 、 １ 避雷装置 １．１ 避雷针 置、烟囱、冷却塔、储油罐等高建筑物，易燃、易爆装 置及材料仓库等。应该注意防止雷击于避雷针后，它 们的地电位可能提高，如果它们与被保护设备的距 离不够大，则有可能在避雷针与被保护设备之间发 生放电，这种现象称为避雷针对电气设备的反击。此 类放电现象不但会在空气中发生，而且还会在地下 接地装置间发生，一旦出现，高电位就将加到电力设 备上，有可能导致电力设备的绝缘损坏。 １．１．２单支避雷针装置的保护范围 如图１所示，从针的顶点向下作４５。的斜线，构 成锥形保护空间的上４５。的斜线在ｈ／２米处转折， 与地面上距针底各方向１．５ｈ米处相连接，则其转折 避雷针结构简单，不管其形式如何，都是由下列 点以下的斜线，即构成保护空间的下半部。如果用公 式表达，则避雷针在地面上的保护半径ｒ一１．５ｈ米 三部分组成：①接闪器或叫做“受雷尖端”．是避雷针 的最高部分．专用来接受雷电放电，一般都用长１．５ ２ｍ的镀锌铁棍或铁管制成．其顶部略成尖形即 可。②引下线．用它将接闪器上的雷电流安全地引到 接地装置，使之尽快泄入大地。引下线一般都用 ３５ｍｍ 的镀锌钢绞线或圆钢及扁钢制成。如果避雷 —在被保护物高度ｈｘ，水平面上的保护半径ｒ 按下式 计算： ①当ｈ。≥ｈ／２时，ｒ 一（ｈ—ｈ ）Ｐ （ 当ｈ。＜ｈ／２时，ｒ。一（１．５ｈ一２ｈ ）Ｐ 式中ｐ～高度影响系数。 其中ｈ≤３０ｍ，Ｐ一１；３０ｍ＜ｈ≤１２０ｍ，Ｐ一５．５／ 针支架是采用铁管或铁塔形式，可利用其支架作为 引下线，而无须另设引下线。③接地装置，它是避霞 针的最下部分，埋入地下。由于它和大地中的土壤紧 密接触，可使雷电流很好的泄入大地。接地装置一般 都是用角钢、扁钢、圆钢或钢管等打入地中，其接地 电阻不能超过１０１２。由于避雷针比被保护物高出较 多，又和大地直接相连．当雷云先导接近时，它与雷 云之间的电场强度最强，雷云放电又总是朝着电场 强度最强的方向发展．因此避雷针则具有引雷的作 用，也就是使雷电流按避雷针引下线的道路泄入大 地。 √ 在一定高度的避雷针下面，有一个安全区域．在 这个区域中的物体基本上不致遭受雷击，这个安全 区一般叫做避雷针的保护范围。 １．１．１ 装设避雷针的原则 装设的避雷针应该使所有的设箭均处于避雷针 的保护范围之内。被保护的设施主要有室外配电装 收稿日期：２００５—１２一ｌ８ 单支避雷针的保护范围 １．１．３双支及多支避雷针的保护范围 双支避雷针的保护范围明显大于单支避雷针的 保护范围。两针外侧部分的保护半径可按单支避雷 针的保护半径确定。两针中Ｉ１ｊＪ部分最小保护半径ｒ 作者简介：田亚丽．２ＯＯ３年毕业于西安石油大学电气工程及其自动化专业，现任中原油田分公司采油六厂供电大队技术 助理。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第８期 田亚丽 油田生产中的避雷装置及其检测 ７３ —１．５（ｈ—ｈ ） 其中，ｈ为避雷针的高度。对多支避雷针，我们 可以把它看成是两支一组两支一组的形式，这样可 以按双支避雷针来确定它的保护范围。 厂 电压液 ／ 一 线路 避雷针的连接图 １ ２ 避雷网 避雷网主要用于各类房屋建筑的防雷。如人字 架房的屋脊上、古建筑物的屋檐上、高层建筑的平台 上等等。避雷网的保护范围只与建筑物的面积有关， 而与避雷网本身高度关系不大，因为避雷网把整个 建筑物罩起来了。它不涉及保护半径，根据建筑物面 积和设网要求来检查就行了。例如。建筑物的宽度在 ２０ｍ以内．长度在５０ｍ以内，避雷网可沿房檐平台 四周架设。若长度或宽度超过上面的数值时，应在原 基础上加密网的数量 建筑物越高，网就越密。目前， 建筑物在２０ｍ以上时就应装设防雷装置。对于多雷 地区则要求１５ｍ以上的建筑物就要安装防雷装置。 １．３ 避雷线 避雷线也叫架空地线，它是悬挂在高空的接地 导线，一般为３５～７０ｒａｍ 的镀锌钢绞线，顺着每根 支柱引下接地线并与接地装置相连。引下线应有足 够的截面，接地装置的接地电阻一般应保持在１ＯＱ 以下。 避雷线主要用在电业系统上，用避雷线保护线 路时保护角越小，保护可靠程度越高，但保护角小就 要增加避雷线的支持高度，这样将使线路造价大为 增加，以安全经济的观点出发，避雷线的保护角一般 应保护在２Ｏ～３０范围为宜。避雷线比避雷针更经 济，但由于避雷线有两端分流的特点，当雷击时，它 比避雷针引起的电位升高小一些，因此，我国有关规 程规定： ①ｌｌＯｋＶ及以上的配电装置可将线路的避雷 线引接到出线门型构架上，但土壤电阻率大于 １ｏｏ０Ｑ・ｍ的地区．应加装３—５根接地极。 ②３５—６０ｋＶ配电装置在Ｐ不大于５ｏ０Ｑ・ｍ的 地区．允许将线路的避雷线引接到出线门型构架上， 但应装设３—５根接地极；当Ｐ大于５ｏ０Ｑ・ｍ时，避 雷线应终止干线路终端杆塔．进变电所一档线路可 装设避雷针保护。 １．４ 避雷器 避雷器是用来防止雷电产生的大气过电压（即 雷电波）沿线路侵入变电所或其他建筑物危害被保 护电气设备绝缘的。如果避雷器和被保护设备直接 接在一起，则由避雷器的保护持性一冲击放电电压 和残压来决定避雷器上的电压，它也就是作用在被 保护设备绝缘上的电压。它应与被保护的设备并联， 如下图所示。当线路上出现危及设备绝缘的过电压 时，它就对地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器 的型式有阀型、管型、氧化锌、磁吹阀型和保护间隙 等。 １．５ 油品贮罐 油品的危险程度是按它的闪点来划分的 闪点 为４５℃以下的属于易燃液体。其蒸汽与空气的混合 物具有爆炸危险；闪点为４５℃以上的属于可燃液 体。一般在常温下也有爆炸的危险。按石油工业建 筑物的防雷等级划分，对可燃气体和闪点为４５℃以 下的属于易燃液体的贮罐和建筑物属于一级防雷， 并要求防雷接地电阻不大于５ｒａｍ；对闪点为４５℃以 下但带有呼吸阀的液体贮罐壁厚小于５ｒａｍ的可燃 气体贮藏罐属于二级防雷并要求防雷接地电阻不大 于１０欧；闪点大于４５℃的可燃贮罐，闪点为４５℃以 下，但壁厚大于５ｍ的贮藏罐属于三级防雷，接地电 阻不大于３０欧。属于一级防雷贮罐一般要求安装独 立的避雷针。属于二级防雷的贮罐可在罐顶上直接 安装避雷针。属于三级防雷的贮罐一般可不安装避 雷针仅做接地即可。 １．６ 防静电 油品在管道和贮藏罐内流动时会产生静电，如 不及时倒入大地就会产生静电积聚现象，往往会因 很高的危险电压而引起静电起火。因此，管道和贮罐 必须有防静电接地。 ２避雷装置的检测 ２．１ 外观检查 ２．１．１接闪器的检查 接闪器主要检查与引下线接触面是否良好，接 触面要在１Ｏｃｍ 以上，并注意它的防锈和防腐。一般 单支避雷针４０ｍ以下只设１根接地极，超过４０ｍ要 求有２根接地极。 ２．２．２引下线的检查 要仔细检查引下线的腐蚀情况，有没有断裂开 焊现象，引下线与接地极的接触面扁钢至少要焊三 面，圆钢焊的长度要大于直径的６倍。如果用螺栓联 结，不得少于２只，直径螺栓在８ｒａｍ以上 引下线最 好镀锌，在腐蚀性较强的地区应加大截面积和采取 刷油、涂沥青等防腐措施。引下线联结要用电焊或水 焊，不能用锡焊，对网的引下线应经最短路径接地， 尽量避免过多弯曲，引下线相距２０ｍ远设置１根。 ２．２．３接地装置的检查 如设计图纸上看其所用材料规格是否符合要 求，埋设是否规范，位置是否合适，要距人行道和建 筑物出入口３ｍ以外，要考虑防跨步电压问题。 ２．２接地极电阻的测量 在测量接地电阻之前首先断开引下线与接地极 的连接卡。一般针可不断，但易燃类的油罐必须 断。将测量仪表上的端子与被测体连接好，电流线与 电压线要相距２０ｍ砸入地中。以ｌ２０转每分钟的速 度转动手柄时，就可产生交流电，交流电与被测体构 成回路稳定后可直接从表上读出电阻值，将表上的 电阻值乘以当月的季节系数就是所需的最后测量值 即接地极电阻。
