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浅析钻井平台雷电防护措施

摘要：钻井平台大都分布在野外，地理位置偏僻，高度较高，土壤电阻率大，极易遭受过雷击。钻井平台一方面属于易燃易爆场所，另一方面场站内电子信息设备设施众多，如何把这两者有机的结合起来，采用适合钻井平台的雷电防护措施，降低雷电灾害损失。

???????关键词：钻井平台；雷电防护

???????1、概述

???????钻井平台现场主要作业设备设施有钻杆架、泥浆罐、柴油发电机组、库房、办公板房等，由于钻井都是在野外，分布的地理位置不确定，分布在山地和山顶，一般处于雷暴分布较密集地域，一个钻井平台的工作周期约为3个月至三年。

???????由于作业区内属易燃易爆场所，井架有几十米高，在雷雨天气下遭受雷击的可能性很大。为了保证作业现场人员的安全，以及设备的正常运行，作业现场的雷击防护显得特别重要。

???????2、直击雷防护措施

???????井站内需要考虑直击雷防护的有两个区域，一个是钻井平台，另外一个区域是柴油罐区。

???????2.1钻井平台直击雷防护

???????钻井平台井架高度超过50米，能对站场内其他设备形成有效的保护，井架自身为钢结构，能承受直击雷，但井架上有大量的电气设备，如电机、电机控制器以及工作人员等，如果井架遭受直击雷，电气设备极可能因为过电压造成损害，同时对工作人员也存在遭受雷击的风险，因此对井架的直击雷防护对整个井站来说，是一件首先需要慎重考虑的事情。

???????避雷针为引雷针，把雷电引走是对设备最好的保护，在GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中第4.2.1条规定如下：

???????第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定：

???????（1）应装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。

???????整个井架几十米高，在井架旁边装设独立避雷针，是不可能的，因此只能在井架顶端装设避雷针。为了将雷电流引走，因此避雷针与井架之间必须有良好的绝缘，普通避雷针都是金属底座，用绝缘板是不能完全解决绝缘问题的，雷击都是在雨天，雨水导电，避雷针接闪后，雷电流沿着雨水侵入到井架上。因此，必须采用玻璃钢避雷针，玻璃钢避雷针针尖为金属，支撑杆为玻璃纤维管，底座金属法兰，引下线采用铜导线，很好的解决了避雷针与井架之间的绝缘问题，如右图所示。

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???????避雷针专用引下线根据规范可知，需采用50mm2的专用接地线，可采用铜线、铝线等。由于避雷针地网需设置在井站外围（将雷电流引到远端），为了施工便捷，因此，采用双色BVR50平方的专用铜芯接地线。

???????根据GB50650-2011《石油化工装置防雷设计规范》中第4.2.6条“高大炉体、塔体、桶仓、大型设备、框架等应至少使用两根引下线，引下线的间距不应大于18m。”因此，井架应设置两根接地线，分别连接到井站的联合地网上，采用16mm2的专用接地线。

???????2.2柴油罐区直击雷防护

???????柴油罐一般设置在井站外围，柴油也属于易燃易爆物，需按一类建筑物防护进行，其防护方案为：每个柴油罐做接地处理，对角两端接地，地电阻小于10Ω；距离柴油罐3米之外设置独立避雷针，避雷针接地电阻小于10Ω，避雷针的高度按GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录D计算：?????????????????????(b-4)

???????式中：--接闪杆在高度平面上的保护半径(m)；--滚球半径(m)；--被保护物高度(m)；h--避雷针高度(m)。

???????第一类防雷建筑滚球半径取30m，柴油罐的尺寸（包括底座：长×宽×高）6*2.5*3m，保护两个柴油罐避雷针的高度为：

???????根据图示，避雷针的保护半径=8.54m，计算出避雷针的高度为h=9.2m，需安装高度为10m的避雷针，如果柴油罐数量增加或减少，则应按b-4重新计算避雷针高度。

???????3、共用接地系统及等电位连接

???????GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中第4.2.2中第3条规定：防雷电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻不宜大于10Ω。防闪电感应的接地装置与独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网的接地装置之间的间隔距离，应符合本规范第4.2.1条5款的规定。

???????井站现场的录井房、发电机房、电控房、各种库房、泥浆泵房等均采用金属移动房，考虑到井站内大量的仪器控制设备，因此，整个井站内应设一个共用接地装置地网，该地网的接地电阻小于4Ω，所有设备的保护地、工作地等都接在该地网上，雷击时做到相互之间没有电位差，防止设备因为电位差引起的损坏。

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