本文内容来自：国家管网集团东部储运有限公司电气专家王晶先生2023年6月15日在“2023第二届石油化工电气管理与智能化发展技术交流大会”上的报告。转载自经燕化工平台。
目录
一、石化行业雷击事故概况
又对64起火灾爆炸事件进行分析，造成火灾爆炸事故的原因有违章作业、雷击及静电、设备失效、地震、硫化亚铁自燃等。其中雷击及静电事故21例，占33%。违章作业占42%。
如果管理措施到位的话，违章事故是可以避免的。设备失效指大型储罐及其附件：液位计、温度压力仪表、阀门等因腐蚀或其他原因导致的失效，往往造成油气泄漏，遇明火极易引发火灾爆炸。尽管因设备失效引发的火灾爆炸事故次数较少且均为储罐附件的失效造成但后果依然严重。
外浮顶油罐雷击起火需要2个基本条件：
油气泄露：对于外浮顶油罐来说，正常运行情况下就普遍存在，目前通过变机械。
雷击火花放电：也是极易产生，只要在雷电流导除不通畅、电流路径不连续处都会产生火花，不连续处包括材质变化的节点，焊缝点甚至拐角点等等；几起事故现场勘查发现，油品储罐着火点的位置都在储罐外浮顶的密封圈处。
二、雷电的基本概念
雷电的产生
雷电形成于大气运动过程中，其成因是大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线：冰晶等物质在云层中翻滚运动（温差）的时候，经过一系列复杂过程，分别带上电荷。
带上相同电荷的质量较重的物质会到达云层的下部（一），带上相同电荷的质量较轻的物质会到达云层的上部（一般为正电荷）。这样，当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，“云间放电”（即闪电）。
带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷，随着电场雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，二者相遇即形成对地放电。这就容易造成雷电灾害。实质是一种大气放电现象。
小贴士：大多数雷电放电发生在云间或云内，只有小部分是对地发生的。在对地的雷电放电中，雷电的极性是指雷云下行到地的电荷的极性。根据放电电荷量进行的多次统计，90％左右的雷是负极性的(雷暴日）。
1）冲击电流大其电流高达几万-几十万安培，雷电能量分布在低频部分（90%能量分布在十几千赫以下），6千到1万度。
2）时间短一般雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电。整个过程一般不超过60微秒。
3）雷电流变化梯度大雷电流变化梯度大，有的可达10千安/微秒。
4）冲击电压高强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达上亿伏，与频率反比。
中高频（低中频）
三、雷电的种类及危害
1）直击雷雷电直接击中地面物体，一般伴随闪电：
1.热效应和电动力作用：闪电击中建筑物，产生瞬时高温，可使通道内的空气温度瞬时达到摄氏30000度以上，与雷电通道直接接触的金属因高温会熔化，在雷电通道上遇到可燃物质时，则会引发火灾;如果雷电击在建筑物构件和罐体上，被雷击的物体瞬间将产生大量热能，又来不及散发，以致物体内部的水分大量变成蒸汽，并迅速膨胀，产生巨大的爆炸力，造成严重破坏;在雷击瞬间，能量还会以热能、机械能(包括声波、冲击波)和电磁能(包括光能)等形式迅速传播，危及各种建筑物、构筑物、人和设备。
2.雷电冲击波效应：由于雷电通道中空气受热急剧膨胀，并以超声波速度向四周扩散，其外围附近的冷空气被强烈压缩形成“激波”，这种“激波”在空气中传播，作用就如同炸药爆炸时的情况类似。同时，由于雷云的流动，使周围空气压力形成了次声波，超声波和次声波对建筑物、人、畜都有伤害作用。
3.直击雷的高电位反击：高电位反击是指防雷装置遭受雷击时，在接闪器、引下线及接地装置上产生很高的电压，当其离构筑物及其它金属管道距离较近时，防雷装置上的高电压就会将空气击穿而对构筑物及金属管道放电，造成跨步电压和接触电压，轻则损毁设备，重则可能危及人的生命安全。
雷电种类示意图
2）感应雷雷电感应分为静电感应和电磁感应两种：
1.静电感应：当金属屋顶、输电线路和其它导体处于雷云和大地之间所形成的电场中时，导体上就会感应出与雷云性质相反的大量电荷(简称束缚电荷)。雷云主放电时，云与大地间的电场突然消失，导体上的电荷来不及立即流散，因而产生很高的对地电位，这种对地电位称为“静电感应电位”。导体上的束缚电荷变成自由电荷，向导体的两端流动，形成感应过电压波。高压输电线上的感应过电压可达到300-400kV。
2.电磁感应：由于雷电流具有较大的幅值和陡度(雷电流升高的速度)，在它周围的空间里，会产生强大的交变电磁场。处于这一电磁场中的导体会感应出很高的电动势，它可以使构成闭合回路的金属物体产生强大的感应电流，如果回路中有些地方接触不良时，就会产生局部发热，若回路有间隙时，就会产火花放电，这对于存放易燃、易爆物品的建筑物是极为危险的。例如存放或有汽油、瓦斯、火药以及大量可燃性微粒飞扬的场所，会造成灾难性后果。为了防止电磁感应引起的不良后果，应该将所有金属非导电物体做好等电位连接。
3）雷电侵入波（直击雷）由于雷电对架空线路和金属管道等的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。
雷电波侵入有三种形式，第一种是直击雷击中室外的金属导线，使闪电的高电压以脉冲波的形式沿导线侵入室内。造成严重的触电事故。
第二种是来自间接雷的电磁脉冲(前面说的电磁感应)，使导线金属体上感应产生几千伏到几十千伏的高电位，然后以脉冲波的形式沿着导线或金属物体传播侵入室内。
第三种是由于云地闪电击在建筑物上或建筑物附近时，因雷电流通过引下线流入接地体时，在接地体上会产生几十千伏至几百千伏的高电压，这种形式的高电压可通过电路中的零线、保护接地线和综合布线中的接地线，以脉冲波的形式侵入室内，并沿导线传播，殃及更大的范围。
例如，雷雨天，室内电气设备突然爆炸起火或损坏，人在屋内使用电器或打电话时突然遭电击身亡都属于这类事故。
4）雷击电磁脉冲（LEMP）：闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应，是一种干扰源，包括电位升高以及电磁辐射干扰。
雷电击中防雷装置接闪器，在闪电放电的同时，雷击电磁脉冲从作为发生源的闪电通道向周围很远的地方传输。传输途径分两种，一是空间传输的辐射干扰，闪电通道和引导闪电电流的导引物体大部起着辐射天线的作用，它们向周围空间辐射电磁波。另一途径是导线传输的传导干扰，雷电电磁干扰通过电力传输线、信号线、地下或地上电缆线、天线馈线、多种金属管等导体传输。还有复合干扰，就是导线传输干扰和辐射干扰的复合形式传输。主要是对电气和电子设备及系统的干扰，从电源线、信号线引入（安全距离、SPD和屏蔽）。
LEMP路线示意图
联合接地
不同类型的接地连接在一起不同接地用途的接地电阻要求直击雷独立接地电阻≤10Ω信息系统浪涌接地电阻≤4Ω独立的安全保护接地电阻≤4Ω独立的交（直）流工作接地电阻应≤4Ω信息系统接地电阻≤4Ω，特别的系统接地电阻≤1Ω一般要求防静电接地电阻≤100Ω联合接地取接地电阻最小者定义。
等电位连接
设备和装置外露可导电部分的电位基本相等的电气连接。
四、国内储罐防雷做法和依据
建筑防雷标准主要由国际电工委员会 和国际电信联盟制定，其他国家的防雷标准
都是由这2个协会等效或等同采用制定而成：
建筑物防雷设计规范（IEC1024） IEC62305
雷电电磁脉冲的防护（IEC1312）IEC60364
低压配电系统的电涌保护器（SPD）（IEC61643）欧美国家防雷标准
低压配电系统的电涌保护器（SPD）（法国NFC 61740）
低压配电系统的电涌保护器（SPD）（美国UL 1449）
低压配电系统的电涌保护器（SPD）（德国VDE 0675）
低压配电系统的电涌保护器（SPD）（英国BS 6651）中国相关防雷标准
建筑物防雷设计规范（GB 50057-2010）
低压配电系统的电涌保护器（SPD）（GB 18802-2000）
建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB50343-2004）
《石油库设计规范》 GB50074-2014
14.2.1钢油罐必须做防雷接地，接地点不应少于2处。（强条）
14.2.2钢油罐接地点沿罐壁周长的间距，不应大于30m,接地电阻不宜大10欧。
14.2.3 储存易燃液体的储罐防雷设计，应符合下列规定：
1 装有阻火器的卧式和固定顶钢储罐，顶板厚度不小于4mm时，不应装设接闪杆，顶板厚度小于4mm时，应装设接闪杆。
2 外浮顶或内浮顶的钢储罐，不应设接闪杆，但应采用2根截面不小于50mm2 扁平镀锡软铜复绞线或绝缘阻燃护套软铜复绞线将浮顶与罐体做电气连接。
3 外浮顶油罐应利用浮顶排水管将罐体与浮顶做电气连接，每条排水管的跨接导线应采用1根截面不小于50mm2 扁平镀锡软铜复绞线。
接地极
软铜复绞线连接
《石油库设计规范》 GB50074-2014
量油孔等电位跨接
呼吸阀等电位跨接
《石油库设计规范》 GB50074-2014
《石油储备库设计规范》 GB50737-2011
《石油和石油产品雷电安全规范》 GB15599-2009
4.1.3:浮顶油罐应采用2根截面不小于50mm2 扁平镀锡软铜复绞线或绝缘阻燃护套软铜复绞线将浮顶与罐体做电气连接，连接点不应少于2处，宜采用有效的、可靠的连接方式将浮顶与罐体沿罐周做均布的电气连接，连接点沿罐壁周长的间距不应大于30m。4.1.4金属储罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、切水管、透光孔等金属附件应等电位连接。
4.1.5与金属储罐相接的电气、仪表配线应采用金属管屏蔽保护，配线金属管上下2端与罐壁应做电气连接，在相应的被保护设备处，应安装与设备耐压水平相适应的浪涌保护器。
五、其他储罐防雷做法简介
2、分路器法，中石油在做，在传统规范防雷的要求上把导电片变为分路器和分流器，泄放中低频和中高频雷电流，依据：
加强站库防雷接地管理
