石油线路埋地管道雷电灾害易损性分析

石油线路埋地管道雷电灾害易损性分析

发表时间：2018-11-15T16:06:04.630Z 来源：《防护工程》2018年第20期作者：杨頔齐海超陆明明陈亮[导读] 石油输气管道沿线及控制阀室属于易燃易爆范畴，是预防雷击事故发生的重要区域,为尽量避免输气管道遭受雷击灾害

1 黑龙江省防雷中心哈尔滨 150030 ;

2 黑龙江省气象灾害防御技术中心哈尔滨 150030

摘要石油输气管道沿线及控制阀室属于易燃易爆范畴，是预防雷击事故发生的重要区域,为尽量避免输气管道遭受雷击灾害,本文针对石油线路埋地管道进行了雷电灾害易损性分析及沿线跨步电压安全性评估，其评估结果可为石油线路埋地管道的防雷措施设计、雷击灾的防护与管理提供参考依据。

关键字输气管道雷电灾害易损性跨步电压

0 引言

近年来由于经济的快速发展，雷击对人们生产生活的危害越来越大，雷击造成的损失呈逐年上升趋势，加强雷击防范已变得越来越重要。本文选取庆铁新线嫩江主河道穿越管道1.5km，新建管道116.1km，管径为D711km，设计压力6.3MPa，该新建管道用于输送原油，新建管道全部采用埋地敷设，管道埋设在最大冻土层以下。为使输油管道在事故和维修状态下，尽可能减小对周围环境的影响及经济损失，管道沿线设置截断阀室。

1 雷电灾害易损性分析

在认真调查庆铁线改造工程黑龙江省境内管道所处地的地理、地质、土壤、气象、环境、以及雷电活动规律的基础上，根据庆铁线改造工程黑龙江省境内管道的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果综合分析，将其可能遭受到的雷击和潜在的各种风险情况归纳分析如下。

1.1直击雷下的风险分析

管道其本身为截面大、电阻小，具有易引雷和易传导雷电暂态过电压的特性。管道整体对地具有较低的接触电阻，构成在长距离范围内易吸引雷击的“电极”。管道防雷及静电接地装置不符合规范要求，或接地装置损坏，受雷击可引起火灾甚至爆炸。雷击是严重的自然灾害之一，当雷电击中管道时，由于雷电是具有高电压、大电流，作用时间极短的瞬变过程，通常在瞬间释放出巨大的能量，把被击中金属熔化，使物体水份受热膨胀，产生强大的机械力，或分解成氢气和氧气，产生爆炸。雷击产生的高温引起建筑物燃烧构成火灾和产生高压引起触电。根据目前的防雷理论，无论采取哪种保护方法，都需要使用接闪器接闪，通过引下线将雷电流引下至接地装置，由接地装置散入大地中。在此过程中存在以下雷击安全隐患：

1）雷电流沿引下线传导过程中，在其周围存在很强的电磁场，可能引起感应过电压和过电流。 2）雷电流由散流装置入地过程中形成的电位梯度过大会导致行人因跨步电压而发生人身伤亡事故。 3）直接雷击时，雷电流在泄放和散流过程中因电阻压降和电感压降导致高电位通过静电感应在水平布设的信号线路和电源线路上产生的过电压损坏设备接口，并有可能导致反击及人身触电伤亡事故。

1.2 感应雷击下的风险分析

1）管道在雷云电场的感应作用下会造成地面感应电场较强和电场畸变、激化而容易引雷。散流时引起的过流（压）损坏，当雷电击中管道散流时，分流到线路、其它金属管道中的雷电流引起设备过压（流）损坏或人身触电导致伤亡事故。 2）发生直接雷击，雷电流泄放时，管道附近区域分布着暂态电磁场，此电磁场将会引发人身触电导致伤亡事故。 3）雷雨云（积雨云）引起的感应雷击而发生损坏。当有雷雨云经过沿线上空或附近时，由于静电感应会在电源线路、信号线路、控制线路上感应出极性相反的静电荷，当雷云放电后，这些静电荷由于不能及时入地会产生过电压（流）损坏设备。

2 管道沿线雷击跨步电压安全性评估

采用简化计算法和Thapar计算法两种方法计算。

2.1建筑物周边为土壤时人体的跨步电压

表2-1 建筑物周边为土壤时人体的跨步电压参数选取表

综上计算分析可知，当雷雨天气行人处在庆铁线路管道附近时，跨步电压危险概率低，但仍有风险存在。

参考文献：

[1]段力铭等.中压配电网遭受雷电灾害的易损性评估方法.现代电力.2014年03期.

[2]朱文强等.降低接触电压和跨步电压的方法.水利科技.2006年02期