储油罐区雷电预警系统装置应用分析
雷电是发生于大气中的一种瞬态大电流、高电压、强电磁辐射的天气现象"。我国石化企业多分布在沿江沿海雷电灾害频发地区，雷击事故发生率高。近年来，因雷击造成的大型储罐着火、高压供电线路停电、DCS 死机等事故时有发生，给石化行业的安全运行带来了重大隐患。
雷电的临近预警是指0-2h的天气预报，实时观测资料是其主要的决策依据。提前预警可以让企业对油库区装卸油等关键作业提前进行管控，并且通过雷电运动趋势告知雷电运动下游企业采取必要应急措施。随着油气使用需求增大，油气储运行业发展迅猛，油气储运行业
的雷电防灾意识也日益加强，从过去对雷电的被动防护，已慢慢转变成主动预防。因此雷电临近预警设备的出现，满足了企业主动防雷的需求，油气储运行业安装雷电预警系统具有重要意义。雷电预警设备可以针对油气储运重点作业防护区布设，相邻预警点自动组网，对雷电运动趋势做出预判断。
雷电对石化行业储罐的危害
石化行业中，雷电对储罐的危害无疑是石化行业最严重的灾害之一。根据国外瑞典组织在
1951~2003年间统计的529起储罐火灾事故中，因雷击所造成的火灾数占总数的32.5%[3]
初步统计，从1972年到1999年，国内共发生较大的油罐雷击着火爆炸事故20多起，造成了较大的经济损失。1989年8月12日，山东黄岛油库雷击造成5号罐起火后，引爆了1~4号罐，大火燃烧了104 个小时，事故中19人死亡，100多人受伤;2006年8月7日，中国石化管道储运分公司仪征输油站16#油罐遭雷击起火;镇海国家石油储备基地47#油罐于2007年5月24日、2007年6月24日连续发生了两次雷击火灾事故;2007年7月7日，中国石化管道储运分公司白沙湾输油站3#油罐发生雷击火灾事故;2011年11月22日，大连大港集团两座储罐发生雷击着火事故。储罐雷击火灾事故初期为密封圈火灾，一旦发展成全面积火灾，目前的消防能力根本无法扑灭，势必造成较大的经济损失和人员伤亡。因此，如何对雷电活动进行有效的监测预警，做好雷击事故发生前的预防工作和事故初期的快速救治工作，是降低雷击危害的有效手段。
雷电的发生总是与大气电场密切相关的，要发生雷电，大气中电位梯度需达到大气击穿电位
梯度。据研究，一般空气介质击穿电位梯度大约为3xV/m。若空气介质中有半径为1 mm的水滴，击穿电位梯度只要V/m。当大气电位梯度达到大气的击穿电位梯度时，将会有雷电的发生。因此，可以从大气电场的变化情况监测雷电。考虑到油气储运行业的特殊性，要求雷电预警探测单元应满足全天候、不间断、免维护的要求。目前，国内外基于大气电场探测的雷电预警装置，如pre - storm、猎雷者、LWS、ATSTORM，大多采用机械式结构，其防水防尘、防腐等级较低，不具备防爆功能，造价和维护成本较高，很难能适应石化企业防腐和防爆的复杂环境要求。而且，现有雷电预警装置多采用单站使用方式，对雷电的预警是一种无定向方式的预警，无法实现雷云运动轨迹和趋势的判断。现有的大气电场幅值预警方式也有较大的局限性，其预警时间短、虚警率较高。信号辅助报警，智能雷电预警系统软件有windows版和安卓版客户端，实现雷电预警信息告知和推送。蜂窝式布局雷电预警系统在实际运用中，个别强电磁干扰可能影响到相近预警设备的探测信息，产生误报。由于采用蜂窝式布局，单个点的误报对群组预警判断影响较小，当误报个数一定时，总预警探测点个数越大时，预警的准确率越大则准确率越高。
我公司生产的雷电预警系统基于大地2000坐标系，支持离线地图，是一款集大气电场监测、雷电临近预警，软硬件高度集成的系统。我公司生产的雷电预警系统可根据使用场景的要求，灵活采用不同的安装方式：固定式、车载式、便携式。根据客户需求，分为：有线式、无线式。我公司通过多年对雷电频谱的分析和研究，成功开发和设计出了雷电预警数据的离散性采集和分析的数学模型，大幅降低了系统的误报或漏报。
一级预警：雷暴在形成过程中，雷电可能发生，提示提醒操作人员对可能的雷暴进行注意，并通知进行注意和预防。
二级预警：雷暴将要发生阶段，进一步确认信息，此时距雷闪真正发生时间至少约30分钟左右，提醒用户可以采取安全保护预案，以避免雷击损失。
三级预警：雷电很快发生，自动操作系统，此时距雷闪真正发生的时间约在10分钟左右，弹出并提醒用户采取安全防护措施，以避免雷击损失。
雷电预警系统是全数字化电场探测与雷电预警平台，其核心电场探测结构基于电荷感应原理、采用MEMS（微机电系统）技术研制，无电机等易磨损可动机械部件，具有体积小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出优点。
该系统采用电场微分结合门限阈值优化雷电预警算法，与常规采用的门限阈值方法相比较，大概率规避人为干扰（雨天/大风/雪天/扬尘）等引起的误报问题，进一步提高了预警的准确度。雷电预警系统预警准确、便于组网、安装方便，主要面向航天国防、气象、石油石化、电网、景区、矿山、军事等领域大气电场探测和雷电局域短时预警的应用需求。
小区域的雷电临近预警，为石化行业的安全生产提供了保障，预警发生时，及时通知生产作业人员关闭设备停止操作，并撤离雷电风险场所，从而防止发生雷击引起的燃爆和人身伤亡事故，促进了石化行业的安全生产。
