谈关于海上石油平台的防雷|163

海上石油平台的防雷

葛文姚

国网浙江省余姚市供电公司

1 海上石油平台需要装设独立接闪杆

笔者在网络上曾见到这样的问答: 海上采油怎么做防雷? 接地线引到海底么? 一位回答者认为:海水就是最好的地，接地线没有必要引到海底; 接闪杆、引下线等直接用平台，各种线路勿忘走金属管并做好防腐; 至于各种设备，只要屏蔽做好即可; 如要确保安全，就根据设备端口加装一个相匹配的浪涌保护器 ( SPD) 。另一位回答者则认为:必须接地，且利用平台主钢筋连接到海底。

笔者曾陪同专家登上八角亭和平湖平台进行防爆安全检查，注意到海上石油平台的防雷和接地存在两大问题: 能否利用钻井塔作为接闪器? 能否利用钻井塔钢架作为防雷引下线? 有人根据我国国家标准 GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》表5．2．1说，只要平台和钻井塔的钢板截面积大于 50mm2 、厚度大于 2．5mm，就是安全的; 而且整个平台构成了一个很好的等电位体，不会产生危险的跨步电压，所以海上石油平台不必做防雷措施，也不必做接地。

事实真是这样吗? 我们需要研究海上石油平台会不会遭到雷击。海上石油平台是设在洋面上的多层钢结构建筑，用于开采海洋大陆架内的天然气和石油，平台上有供直升飞机用的停机坪、供钻井用的近60 m高钢架、起重用塔吊、火炬、设备层、休息层等，工作面有防爆要求。渤海湾某石油平台曾遭到雷击，火炬被打坏。根据 GB 50057—2010，海上石油平台属于第一类防雷建筑物。针对第一类防类建筑物，应装设独立接闪杆或架空接闪线。由此可见，本文第一段的回答和第二段的说法都是错误的。

2 绝缘措施

在海上石油平台装设独立接闪杆，使接闪杆与被保护物之间隔开，接闪杆接闪到的雷电不会波及到被保护物。对接闪杆与固定它的钢井架之间进行绝缘处理，可以达到接闪杆和被保护物之间隔离的目的。绝缘处理时要注意，使用阻燃耐火的绝缘材料，并需要防紫外线老化，且耐寒不开裂，保证足够的机械强度等。

接闪杆与钢井架 ( 被保护物) 绝缘后，接闪杆引下线也必须与钢井架绝缘。此处不能用镀锌扁钢或裸导体，而要用屏蔽绝缘导线。屏蔽的目的是防止雷电流沿接闪杆引下线流动时产生的电磁场损坏平台仪表，通常采用专用的接闪杆绝缘屏蔽引下线———下导体。

引下线的接地点必须在平台最底层的钢板近海面端，雷电流在此处散发入地。由于多层甲板的屏蔽作用，雷电不会殃及平台的操作层。

3 接闪器的引下线

移动通信铁塔的接闪杆利用铁塔本体作引下线是比较常见的一种做法，海上石油平台能否利用钻井塔作引下线呢?

海上石油平台的配电设备安装在钢板机房内，屏蔽作用很好，但除配电设备以外的其他大多数设备都安装在平台上，如果利用钻井塔本体作引下线，雷电流有可能侵入这些设备。基于此，不宜将钻井塔作为海上石油平台接闪器的引下线。

普通引下线还需要考虑屏蔽问题。引下线不能采用钢带屏蔽，只可采用非铁磁材料，如铜、不锈钢、铝等。对于高频 ( 如100MHz) 电流而言，铜的屏蔽效果最好，其次是铝，而铁相对较差; 对低频 ( 如 50 Hz) 涡流，铁的屏蔽效果最好，铜、铝则相对较差。雷电流是高频脉冲电流，因此可选用铜或铝作为屏蔽材料。

本文发表在《电世界》2015.5

也谈海上石油平台的防雷

王常余

上海兆邦电力器材有限公司

笔者近期翻阅《电世界》杂志时，2015年第 5 期余姚市供电公司葛文姚老师的文章《海上石油平台的防雷》一文令笔者回忆起当年参与平湖、八角亭油气田平台的防爆和防雷工程设计方案的编写和施工指导工作。上海防爆检测中心专家徐建平负责平湖、八角亭油气田平台的防爆检测。笔者负责防雷部分，采用了艾力高的提前放电避雷针作接闪器，采用了艾力高的下导体作为雷电引下线，请上海精成电器厂对避雷针杆进行绝缘处理，采用艾力高的放热技术对下导体和平台支架进行放热焊接。

葛文姚老师的文章对海上石油平台的防雷作了很全面的介绍。这里需要指出的是，提前放电避雷针也是富兰克林避雷针，其原理是接闪雷电，并把雷电流通过下导体泄放到海中。

笔者认为有以下两点需要注意。

( 1) 雷电有可能进入避雷针保护范围。在设计避雷针高度时，采用滚球法计算避雷针的保护范围。然而，事实证明，虽然物体处于避雷针的保护范围内，但是仍有可能遭到雷击，尤其是弱电设备最易遭受雷击损坏，避雷针的设置只是降低了雷击风险。

( 2) 避雷针发生击闪时，产生的电磁场会对弱电设备造成破坏。采用专用的下导体，只能做到让雷电产生的电磁场尽可能不外泄。

由上可见，化工厂的防爆区、油气田等第一类防雷建筑物只能设置独立接闪杆或架空接闪线 ( 或网) 进行防雷。

然而，位于海上的石油平台是无法设置独立接闪杆或架空接闪线 ( 或网) 的。采取接闪杆绝缘措施，虽有一定效果，但不能从根本上解决防雷问题。

随着防雷技术的发展，浙江广播电视传输发射中心和南通雅本化学股份有限公司的防爆区采用了感应型消雷针。该产品能把雷电能量消耗在消雷体内，对弱电设备也起到了保护作用。

图片来源：网络转载自【中国防雷】公众号