雷電是發(fā)生于大氣中的一種瞬態(tài)大電流、高電壓、強(qiáng)電磁輻射的天氣現(xiàn)象"。我國(guó)石化企業(yè)多分布在沿江沿海雷電災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，雷擊事故發(fā)生率高。近年來(lái)，因雷擊造成的大型儲(chǔ)罐著火、高壓供電線路停電、DCS 死機(jī)等事故時(shí)有發(fā)生，給石化行業(yè)的安全運(yùn)行帶來(lái)了重大隱患。

雷電的臨近預(yù)警是指0-2h的天氣預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)觀測(cè)資料是其主要的決策依據(jù)。提前預(yù)警可以讓企業(yè)對(duì)油庫(kù)區(qū)裝卸油等關(guān)鍵作業(yè)提前進(jìn)行管控，并且通過(guò)雷電運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)告知雷電運(yùn)動(dòng)下游企業(yè)采取必要應(yīng)急措施。隨著油氣使用需求增大，油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)發(fā)展迅猛，油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)

的雷電防災(zāi)意識(shí)也日益加強(qiáng)，從過(guò)去對(duì)雷電的被動(dòng)防護(hù)，已慢慢轉(zhuǎn)變成主動(dòng)預(yù)防。因此雷電臨近預(yù)警設(shè)備的出現(xiàn)，滿足了企業(yè)主動(dòng)防雷的需求，油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)安裝雷電預(yù)警系統(tǒng)具有重要意義。雷電預(yù)警設(shè)備可以針對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)重點(diǎn)作業(yè)防護(hù)區(qū)布設(shè)，相鄰預(yù)警點(diǎn)自動(dòng)組網(wǎng)，對(duì)雷電運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)做出預(yù)判斷。

雷電對(duì)石化行業(yè)儲(chǔ)罐的危害

石化行業(yè)中，雷電對(duì)儲(chǔ)罐的危害無(wú)疑是石化行業(yè)最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。根據(jù)國(guó)外瑞典組織在

1951~2003年間統(tǒng)計(jì)的529起儲(chǔ)罐火災(zāi)事故中，因雷擊所造成的火災(zāi)數(shù)占總數(shù)的32.5%[3]

初步統(tǒng)計(jì)，從1972年到1999年，國(guó)內(nèi)共發(fā)生較大的油罐雷擊著火爆炸事故20多起，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。1989年8月12日，山東黃島油庫(kù)雷擊造成5號(hào)罐起火后，引爆了1~4號(hào)罐，大火燃燒了104 個(gè)小時(shí)，事故中19人死亡，100多人受傷;2006年8月7日，中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司儀征輸油站16#油罐遭雷擊起火;鎮(zhèn)海國(guó)家石油儲(chǔ)備基地47#油罐于2007年5月24日、2007年6月24日連續(xù)發(fā)生了兩次雷擊火災(zāi)事故;2007年7月7日，中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司白沙灣輸油站3#油罐發(fā)生雷擊火災(zāi)事故;2011年11月22日，大連大港集團(tuán)兩座儲(chǔ)罐發(fā)生雷擊著火事故。儲(chǔ)罐雷擊火災(zāi)事故初期為密封圈火災(zāi)，一旦發(fā)展成全面積火災(zāi)，目前的消防能力根本無(wú)法撲滅，勢(shì)必造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，如何對(duì)雷電活動(dòng)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警，做好雷擊事故發(fā)生前的預(yù)防工作和事故初期的快速救治工作，是降低雷擊危害的有效手段。

雷電的發(fā)生總是與大氣電場(chǎng)密切相關(guān)的，要發(fā)生雷電，大氣中電位梯度需達(dá)到大氣擊穿電位

梯度。據(jù)研究，一般空氣介質(zhì)擊穿電位梯度大約為3xV/m。若空氣介質(zhì)中有半徑為1 mm的水滴，擊穿電位梯度只要V/m。當(dāng)大氣電位梯度達(dá)到大氣的擊穿電位梯度時(shí)，將會(huì)有雷電的發(fā)生。因此，可以從大氣電場(chǎng)的變化情況監(jiān)測(cè)雷電?？紤]到油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的特殊性，要求雷電預(yù)警探測(cè)單元應(yīng)滿足全天候、不間斷、免維護(hù)的要求。目前，國(guó)內(nèi)外基于大氣電場(chǎng)探測(cè)的雷電預(yù)警裝置，如pre - storm、獵雷者、LWS、ATSTORM，大多采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)，其防水防塵、防腐等級(jí)較低，不具備防爆功能，造價(jià)和維護(hù)成本較高，很難能適應(yīng)石化企業(yè)防腐和防爆的復(fù)雜環(huán)境要求。而且，現(xiàn)有雷電預(yù)警裝置多采用單站使用方式，對(duì)雷電的預(yù)警是一種無(wú)定向方式的預(yù)警，無(wú)法實(shí)現(xiàn)雷云運(yùn)動(dòng)軌跡和趨勢(shì)的判斷。現(xiàn)有的大氣電場(chǎng)幅值預(yù)警方式也有較大的局限性，其預(yù)警時(shí)間短、虛警率較高。信號(hào)輔助報(bào)警，智能雷電預(yù)警系統(tǒng)軟件有windows版和安卓版客戶端，實(shí)現(xiàn)雷電預(yù)警信息告知和推送。蜂窩式布局雷電預(yù)警系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中，個(gè)別強(qiáng)電磁干擾可能影響到相近預(yù)警設(shè)備的探測(cè)信息，產(chǎn)生誤報(bào)。由于采用蜂窩式布局，單個(gè)點(diǎn)的誤報(bào)對(duì)群組預(yù)警判斷影響較小，當(dāng)誤報(bào)個(gè)數(shù)一定時(shí)，總預(yù)警探測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)越大時(shí)，預(yù)警的準(zhǔn)確率越大則準(zhǔn)確率越高。

我公司生產(chǎn)的雷電預(yù)警系統(tǒng)基于大地2000坐標(biāo)系，支持離線地圖，是一款集大氣電場(chǎng)監(jiān)測(cè)、雷電臨近預(yù)警，軟硬件高度集成的系統(tǒng)。我公司生產(chǎn)的雷電預(yù)警系統(tǒng)可根據(jù)使用場(chǎng)景的要求，靈活采用不同的安裝方式：固定式、車載式、便攜式。根據(jù)客戶需求，分為：有線式、無(wú)線式。我公司通過(guò)多年對(duì)雷電頻譜的分析和研究，成功開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)出了雷電預(yù)警數(shù)據(jù)的離散性采集和分析的數(shù)學(xué)模型，大幅降低了系統(tǒng)的誤報(bào)或漏報(bào)。

一級(jí)預(yù)警：雷暴在形成過(guò)程中，雷電可能發(fā)生，提示提醒操作人員對(duì)可能的雷暴進(jìn)行注意，并通知進(jìn)行注意和預(yù)防。

二級(jí)預(yù)警：雷暴將要發(fā)生階段，進(jìn)一步確認(rèn)信息，此時(shí)距雷閃真正發(fā)生時(shí)間至少約30分鐘左右，提醒用戶可以采取安全保護(hù)預(yù)案，以避免雷擊損失。

三級(jí)預(yù)警：雷電很快發(fā)生，自動(dòng)操作系統(tǒng)，此時(shí)距雷閃真正發(fā)生的時(shí)間約在10分鐘左右，彈出并提醒用戶采取安全防護(hù)措施，以避免雷擊損失。

雷電預(yù)警系統(tǒng)是全數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)與雷電預(yù)警平臺(tái)，其核心電場(chǎng)探測(cè)結(jié)構(gòu)基于電荷感應(yīng)原理、采用MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)研制，無(wú)電機(jī)等易磨損可動(dòng)機(jī)械部件，具有體積小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出優(yōu)點(diǎn)。

該系統(tǒng)采用電場(chǎng)微分結(jié)合門(mén)限閾值優(yōu)化雷電預(yù)警算法，與常規(guī)采用的門(mén)限閾值方法相比較，大概率規(guī)避人為干擾（雨天/大風(fēng)/雪天/揚(yáng)塵）等引起的誤報(bào)問(wèn)題，進(jìn)一步提高了預(yù)警的準(zhǔn)確度。雷電預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警準(zhǔn)確、便于組網(wǎng)、安裝方便，主要面向航天國(guó)防、氣象、石油石化、電網(wǎng)、景區(qū)、礦山、軍事等領(lǐng)域大氣電場(chǎng)探測(cè)和雷電局域短時(shí)預(yù)警的應(yīng)用需求。

小區(qū)域的雷電臨近預(yù)警，為石化行業(yè)的安全生產(chǎn)提供了保障，預(yù)警發(fā)生時(shí)，及時(shí)通知生產(chǎn)作業(yè)人員關(guān)閉設(shè)備停止操作，并撤離雷電風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所，從而防止發(fā)生雷擊引起的燃爆和人身傷亡事故，促進(jìn)了石化行業(yè)的安全生產(chǎn)。

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