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淺析雷電對石油化工儲罐的影響及其防范措施

作者:謝曉東  
評論: 更新日期:2011年03月03日

 2006年8月7日下午12時18分左右,中國石化管道公司南京輸油處儀征輸油站16號15萬方原油儲罐遭雷擊起火,起火點多達5處之多。該油儲罐容量15萬噸,直徑約100米、高22米,實際容量11萬噸進口原油。如此巨大的原油儲罐雷擊起火,在國內(nèi)外都十分少見,如果火勢擴大,引發(fā)燃燒爆炸,在整個罐區(qū)內(nèi)形成連鎖反應(yīng),后果將不堪設(shè)想。事故發(fā)生后,揚州市先后調(diào)集儀征消防大隊、儀征化纖專職消防隊、特勤消防隊16輛消防車80余名消防官兵,儀征市公安局80余名公安干警趕赴火場,一方面沿罐壁對著火罐進行不間斷泡沫覆蓋,控制火勢,阻止油罐發(fā)生二次復(fù)燃,影響周圍臨近罐體。另一方面劃定禁戒線,疏導(dǎo)交通,多警種合作,避免了一場更大災(zāi)難的發(fā)生。事故的發(fā)生雖然是偶然的,但是石油化工儲罐怎樣預(yù)防雷擊,以及在今后類似的油罐設(shè)計中如何修改缺陷,避免雷擊起火的問題擺在了我們每個消防人的面前。要想解決這一技術(shù)難題,就必須從雷電的分類、形成的原因及各種雷對物體的危害入手,知己知彼,做好技術(shù)防范,才能盡量避免類似事件的再次發(fā)生。

  一、雷電的定義、分類及不同雷電的危害
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  所謂雷電,就是天空中的某一塊云層與另一塊云層或者與大地,由于所帶的電荷性質(zhì)相反而產(chǎn)生瞬間劇烈放電的現(xiàn)象。在這放電過程中,往往伴隨著強烈耀眼的閃光和震耳欲聾的巨響。

  對建筑物危害的雷擊主要有三種形式:一是帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈放電,叫“直擊雷”。

  另一種叫“感應(yīng)雷”,它的形成過程是由帶電云層的靜電感應(yīng)作用,使地面某一范圍帶上異種電荷。還有一位神秘的人物,那就是“滾雷”,又叫“球形閃電”。由于人們對它的成因等還不十分清楚,故還不能有效的防護。
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  當(dāng)“直擊雷”發(fā)生時,往往會對地面的物體產(chǎn)生強大的打擊作用,其破壞力也是巨大的。當(dāng)“雷電”發(fā)生后,云層帶電迅速消失,而地面某些范圍內(nèi)由于地電阻或?qū)w電阻的存在,當(dāng)瞬間大電流流過時,就會導(dǎo)致小范圍或局部的瞬間過電壓?!案袘?yīng)雷”在放電過程中,強大的脈沖電流周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)而發(fā)生瞬間過電壓,以致造成瞬間過電壓,在微秒到毫秒之內(nèi)產(chǎn)生的尖峰沖擊電壓。該電壓常高達2KV~20KV。

  二、 傳統(tǒng)避雷方法的種類、效果及使用缺陷

  傳統(tǒng)的避雷方法主要包括三類。
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  一是使用避雷針。避雷針防雷法是依靠比被保護物高出許多的垂直避雷針,將雷擊引向自身入地,使被保護物免受雷擊,而得到保護,但無法獲得一個十分肯定的安全區(qū)。裝了避雷針后,還有繞擊、反擊和感應(yīng)過電壓的情況。當(dāng)避雷針受到雷擊時,如果接地電阻值過高或者避雷針離開被保護物的距離小于安全距離,會造成避雷針或引下線上的高電壓對被保護物的反擊;避雷針對被保護物的空間距離必須大于5米,對被保護物的接地裝置間的地中距離必須大于3米。但在實際現(xiàn)場應(yīng)用中,很難做到。另一方面,當(dāng)裝有避雷針的接地網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重,其電阻超過規(guī)定的46的要求,導(dǎo)致反擊反生。此外,當(dāng)雷擊避雷針時,如果有人站在附近,而接觸針莖或引下線,會受到很高的接觸電壓,以及沿地面半徑形成的跨步電壓,都會對人畜造成危害。
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  二是采用導(dǎo)體消雷器。其原理是利用雷云和大地之間的電場能量,使消雷器產(chǎn)生的電荷粒子限制雷云向下的放電光導(dǎo)和消雷器向上的引發(fā)光導(dǎo)。由于傳統(tǒng)避雷針的上述缺陷,人們試圖用“消雷”的方法來限制雷電的危害。使用消雷器可以使頂端的空間電場較均勻,形成一定的屏蔽效果,使向上和向下的引發(fā)光導(dǎo)難以發(fā)生。

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