1 引言

天然氣流量計長輸管道經過的地理位置比較復雜，自然環境多變，天然氣流量計管道沿線站場和閥室分布相對較分散，在站場和閥室實際運行過程中，由于受到雷擊的影響，經常會出現元器件和設備燒毀的現象，影響天然氣流量計運輸的穩定性和安全性。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，應用微電子技術將防雷技術從以往的強電系統重點轉向弱電系統，增強對雷電監測的靈敏性，提高防雷擊的效率。

 

2 站場閥室防雷保護措施

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域，需要建立一級或二級防雷設施，盡可能減少雷電感應中的靜電感應，避免出現感應電壓，防止出現火花放電而引起火災或者爆炸危險。

 

2.1 天然氣流量計站場防雷保護措施

天然氣流量計站場內部管道采用三層 PE 外防腐層或者犧牲陽極的陰極保護法進行管道防腐，在進出站場位置處設置有絕緣接頭，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設置接地電阻小于四歐姆的接地網進行防雷保護，在裝置區內部將接地網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器，并將管道陰極保護材料與接地裝置相接，使陰極保護與接地效應融合，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技術和裝置以及電涌保護設備，這三種設備缺一不可，只有綜合運用這幾種措施，才能真正實現站場系統的防雷，避免雷擊對站場正常運營的影響[1]。

 

2.2 天然氣流量計管道閥室防雷保護措施

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輸數據的遠程傳輸和監控，普通閥室一般是手動閥室，閥室內部設置有主管道閥門、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采用三層 PE 外防腐層加強制電流陰極保護，相關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法，在天然氣流量計閥室墻上設置有避雷帶作為接閃器，避雷帶的網格通常不大于五米×五米，將接地網與室內儀表相連，接地網電阻要小于四歐姆。將天然氣流量計閥室內部的接地網與放空管線通過防爆型地級保護器相連，保證金屬管道的防腐保護和防雷保護[2]。其次，還需要做好接地裝置材料的防腐處理，當管道在進出建筑物的位置處與防雷相關裝置相連時，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。在使用地極保護器保護管道過程中，可以利用內部的間距使得兩個電極之間可以組成絕緣腔，一旦發生雷擊現象，絕緣腔內部受到電壓的作用會產生氣體放電，兩個電極之間就會變成臨時的電氣連接狀態，避免雷電對周圍金屬導體和管道的影響，防止擊穿空氣放電對管道正常運行帶來的危害，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設備的保護作用[3]。

3 天然氣流量計長輸管道站場閥室雷擊案例分析

3.1 可燃氣體探測器引起的故障

某天然氣流量計長輸管道閥室內部設置有一臺可燃氣體探測器，該探測器報警控制電路板與可燃氣體探頭相串接，報警控制器電路板內部設置有 0.5A 的電源保險，可燃氣體探測器開關合上之后，可燃氣體探頭無明顯變化，報警器顯示 F4。對可燃氣體探測器的異常情況進行研究發現，報警控制器內部的保險出現燒毀現象，電源沒有傳輸到探頭中而引起探頭工作異常。初次檢驗來看，報警控制器內部保險熔斷不是由于現場原因導致的，火氣機柜與現場探頭之間的電纜不存在接地或者短接的現象，而且換上新的保險后再次燒毀，同時，線路中的浪涌保護器也沒有起到良好的設備保護作用。進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，說明該線路接地網與等電位端子排之間連接出現異常，無法將雷擊產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，避免雷擊現象發生后電流無法及時引入地面而引起設備的故障問題，保證控制設備能夠正常運行。

 

3.2 應急發電機控制器故障

某天然氣流量計管線輸氣站場發電機頻率為 50Hz，電壓等級500V，功率因數為 0.9，受到大規模持續的雷電天氣的影響，該天然氣流量計管線站場市電中斷，應急發電機隨即自啟，一段時間之后發現站場工藝區收發球筒方向位置處出現一道耀眼的閃電，緊接著工藝區照明關閉，發電機組停止運轉，監控裝置無法正常工作，工作人員在雷電減弱后對應急發電機控制器進行檢查，發現控制器電路板集成模塊破壞，但保險并沒有受損，互聯板電路也無任何反應，由此可見，該控制器的異常情況是由于雷擊造成的。在雷電多發的季節很多天然氣流量計長輸管道站場無法正常工作，出現多種問題，比如控制器通訊端口輸出電壓異常，發電機頻繁異常關機以及站場外電源供電問題等，這些異常情況嚴重影響天然氣流量計工程輸氣的穩定性和安全性。

對引起天然氣流量計管線輸氣站場異常情況的原因進行分析，首先，天然氣流量計管道站場部分應急發電機所處的位置并沒有有效防護雷擊的措施，建筑物頂部位置沒有安裝避雷針或者避雷帶。其次，當雷擊發生時，會有一半的雷電流沿著接地裝置直接引入接地網，該部分雷電流在快速流動的過程中產生較強的感應電磁場，在建筑物管線內部產生感應電流及雷電電磁脈沖，間接影響應急發電機的正常工作。此外，還有一半的雷電流會沿著管線排放，由于控制器內部的各種電路設備對大電流相對比較敏感，也會引起控制器的工作異常。為了減少雷電對應急發電機正常工作的影響，必須要做好各站場發電機的防雷電工作。根據相關線路具體運行情況以及設備的工作環境進行分析，對發電機的相關設備加裝防雷裝置，比如發電機的充電電路、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

根據天然氣流量計長輸管道站場閥室的相關標準與規范，在當地氣候、溫度、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行，如果沒有提前打開斷接卡，不僅會影響測試結果，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，接地極設置要遠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。

 

5 結語

綜上所述，天然氣流量計長輸管道站場閥室雷擊事故會嚴重影響天然氣流量計管道運輸的安全性和穩定性，因此必須要加強對天然氣流量計長輸管道的防雷防護工作，避免雷擊對管道正常運營的影響。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行分析，指出相應的防雷防護措施和安全檢測要點，希望能夠為天然氣流量計長輸管道輸氣項目提供一定的參考。

 

 

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