1 引言

天然氣流量計長輸管道經(jīng)過的地理位置比較復(fù)雜，自然環(huán)境多變，天然氣流量計管道沿線站場和閥室分布相對較分散，在站場和閥室實(shí)際運(yùn)行過程中，由于受到雷擊的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)元器件和設(shè)備燒毀的現(xiàn)象，影響天然氣流量計運(yùn)輸?shù)姆�(wěn)定性和安全性。因此，必須要做好天然氣流量計長輸管道站場閥室的防雷工作，應(yīng)用微電子技術(shù)將防雷技術(shù)從以往的強(qiáng)電系統(tǒng)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向弱電系統(tǒng)，增強(qiáng)對雷電監(jiān)測的靈敏性，提高防雷擊的效率。

 

2 站場閥室防雷保護(hù)措施

天然氣流量計長輸管道的站場閥室屬于具有爆炸危險的區(qū)域，需要建立一級或二級防雷設(shè)施，盡可能減少雷電感應(yīng)中的靜電感應(yīng)，避免出現(xiàn)感應(yīng)電壓，防止出現(xiàn)火花放電而引起火災(zāi)或者爆炸危險。

 

2.1 天然氣流量計站場防雷保護(hù)措施

天然氣流量計站場內(nèi)部管道采用三層 PE 外防腐層或者犧牲陽極的陰極保護(hù)法進(jìn)行管道防腐，在進(jìn)出站場位置處設(shè)置有絕緣接頭，要求自控儀表的接地電阻不高于四歐姆，天然氣流量計站場工藝裝置區(qū)設(shè)置接地電阻小于四歐姆的接地網(wǎng)進(jìn)行防雷保護(hù)，在裝置區(qū)內(nèi)部將接地網(wǎng)與管道自控儀表和工藝裝置連接，管道絕緣接頭處跨接防爆型地極保護(hù)器，并將管道陰極保護(hù)材料與接地裝置相接，使陰極保護(hù)與接地效應(yīng)融合，保證防雷效果。天然氣流量計站場完整的防雷工程包括外部防雷裝置、等電位連接屏蔽防閃絡(luò)技術(shù)和裝置以及電涌保護(hù)設(shè)備，這三種設(shè)備缺一不可，只有綜合運(yùn)用這幾種措施，才能真正實(shí)現(xiàn)站場系統(tǒng)的防雷，避免雷擊對站場正常運(yùn)營的影響[1]。

 

2.2 天然氣流量計管道閥室防雷保護(hù)措施

天然氣流量計閥室防雷劃分為第二類防雷建筑物，主要包括普通閥室和 RTU 閥室兩種，一般閥室高度不會超過五米。其中，天然氣流量計管道中的 RTU 閥室主要用于天然氣流量計運(yùn)輸數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控，普通閥室一般是手動閥室，閥室內(nèi)部設(shè)置有主管道閥門、自控儀表以及放空立管閥門等。天然氣流量計閥室主管道的外防護(hù)采用三層 PE 外防腐層加強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，相關(guān)儀表要求接地電阻不高于四歐姆。放空等支線管道防腐采用液體涂料犧牲陽極的陰極保護(hù)法，在天然氣流量計閥室墻上設(shè)置有避雷帶作為接閃器，避雷帶的網(wǎng)格通常不大于五米×五米，將接地網(wǎng)與室內(nèi)儀表相連，接地網(wǎng)電阻要小于四歐姆。將天然氣流量計閥室內(nèi)部的接地網(wǎng)與放空管線通過防爆型地級保護(hù)器相連，保證金屬管道的防腐保護(hù)和防雷保護(hù)[2]。其次，還需要做好接地裝置材料的防腐處理，當(dāng)管道在進(jìn)出建筑物的位置處與防雷相關(guān)裝置相連時，要避免腐蝕對管道連接處的影響，保證防腐效率，提高防腐效果。在使用地極保護(hù)器保護(hù)管道過程中，可以利用內(nèi)部的間距使得兩個電極之間可以組成絕緣腔，一旦發(fā)生雷擊現(xiàn)象，絕緣腔內(nèi)部受到電壓的作用會產(chǎn)生氣體放電，兩個電極之間就會變成臨時的電氣連接狀態(tài)，避免雷電對周圍金屬導(dǎo)體和管道的影響，防止擊穿空氣放電對管道正常運(yùn)行帶來的危害，也避免管道絕緣接頭管道防腐層被擊穿，從而起到對閥室以及閥室相關(guān)設(shè)備的保護(hù)作用[3]。

3 天然氣流量計長輸管道站場閥室雷擊案例分析

3.1 可燃?xì)怏w探測器引起的故障

某天然氣流量計長輸管道閥室內(nèi)部設(shè)置有一臺可燃?xì)怏w探測器，該探測器報警控制電路板與可燃?xì)怏w探頭相串接，報警控制器電路板內(nèi)部設(shè)置有 0.5A 的電源保險，可燃?xì)怏w探測器開關(guān)合上之后，可燃?xì)怏w探頭無明顯變化，報警器顯示 F4。對可燃?xì)怏w探測器的異常情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，報警控制器內(nèi)部的保險出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象，電源沒有傳輸?shù)教筋^中而引起探頭工作異常。初次檢驗(yàn)來看，報警控制器內(nèi)部保險熔斷不是由于現(xiàn)場原因?qū)е碌�，火氣機(jī)柜與現(xiàn)場探頭之間的電纜不存在接地或者短接的現(xiàn)象，而且換上新的保險后再次燒毀，同時，線路中的浪涌保護(hù)器也沒有起到良好的設(shè)備保護(hù)作用。進(jìn)一步的檢查和分析來看，該線路等電位端子排接出來的接地電阻大于一百歐姆，說明該線路接地網(wǎng)與等電位端子排之間連接出現(xiàn)異常，無法將雷擊產(chǎn)生的大電流引入大地，工程人員可以將接地扁鐵表面的防腐槽進(jìn)行打磨，然后與等電位端子相連接，連接之后的接地電阻要不大于四歐姆，避免雷擊現(xiàn)象發(fā)生后電流無法及時引入地面而引起設(shè)備的故障問題，保證控制設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

 

3.2 應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制器故障

某天然氣流量計管線輸氣站場發(fā)電機(jī)頻率為 50Hz，電壓等級500V，功率因數(shù)為 0.9，受到大規(guī)模持續(xù)的雷電天氣的影響，該天然氣流量計管線站場市電中斷，應(yīng)急發(fā)電機(jī)隨即自啟，一段時間之后發(fā)現(xiàn)站場工藝區(qū)收發(fā)球筒方向位置處出現(xiàn)一道耀眼的閃電，緊接著工藝區(qū)照明關(guān)閉，發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)，監(jiān)控裝置無法正常工作，工作人員在雷電減弱后對應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)控制器電路板集成模塊破壞，但保險并沒有受損，互聯(lián)板電路也無任何反應(yīng)，由此可見，該控制器的異常情況是由于雷擊造成的。在雷電多發(fā)的季節(jié)很多天然氣流量計長輸管道站場無法正常工作，出現(xiàn)多種問題，比如控制器通訊端口輸出電壓異常，發(fā)電機(jī)頻繁異常關(guān)機(jī)以及站場外電源供電問題等，這些異常情況嚴(yán)重影響天然氣流量計工程輸氣的穩(wěn)定性和安全性。

對引起天然氣流量計管線輸氣站場異常情況的原因進(jìn)行分析，首先，天然氣流量計管道站場部分應(yīng)急發(fā)電機(jī)所處的位置并沒有有效防護(hù)雷擊的措施，建筑物頂部位置沒有安裝避雷針或者避雷帶。其次，當(dāng)雷擊發(fā)生時，會有一半的雷電流沿著接地裝置直接引入接地網(wǎng)，該部分雷電流在快速流動的過程中產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電磁場，在建筑物管線內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流及雷電電磁脈沖，間接影響應(yīng)急發(fā)電機(jī)的正常工作。此外，還有一半的雷電流會沿著管線排放，由于控制器內(nèi)部的各種電路設(shè)備對大電流相對比較敏感，也會引起控制器的工作異常。為了減少雷電對應(yīng)急發(fā)電機(jī)正常工作的影響，必須要做好各站場發(fā)電機(jī)的防雷電工作。根據(jù)相關(guān)線路具體運(yùn)行情況以及設(shè)備的工作環(huán)境進(jìn)行分析，對發(fā)電機(jī)的相關(guān)設(shè)備加裝防雷裝置，比如發(fā)電機(jī)的充電電路、輸出電路、直流回路、通訊回路以及自啟動控制回路等。

 

4 天然氣流量計長輸管道站場閥室雷擊安全檢測要點(diǎn)

根據(jù)天然氣流量計長輸管道站場閥室的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在當(dāng)?shù)貧夂颉囟�、壓力等急劇變化的情況下以及土壤水分過多的時候，不能進(jìn)行接地電阻測量。測量過程中，也要注意如下事宜，首先，接地測量要在斷接卡打開的前提下進(jìn)行，如果沒有提前打開斷接卡，不僅會影響測試結(jié)果，還會損壞儀器儀表。其次，要合理安排接地極，保證接地極的接地電阻測量效果，接地極設(shè)置要遠(yuǎn)離電纜和較大的金屬體，注意接地極插入土壤的位置，保證接地棒處于零電位的狀態(tài)。

 

5 結(jié)語

綜上所述，天然氣流量計長輸管道站場閥室雷擊事故會嚴(yán)重影響天然氣流量計管道運(yùn)輸?shù)陌踩院头�(wěn)定性，因此必須要加強(qiáng)對天然氣流量計長輸管道的防雷防護(hù)工作，避免雷擊對管道正常運(yùn)營的影響。本文主要針對天然氣流量計長輸管道站場閥室雷擊案例進(jìn)行分析，指出相應(yīng)的防雷防護(hù)措施和安全檢測要點(diǎn)，希望能夠?yàn)樘烊粴饬髁坑嬮L輸管道輸氣項(xiàng)目提供一定的參考。

 

 

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