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预警技术的研究
吴化龙1吕志明：葛建立1
1中石油云南石化有限公司云南安宁650399;2独山子石化公司新疆独山子833600
准确的可量化的预测。某炼化企业在充分分析火车装卸油作业的业务特点和防雷需求后，应用雷电
孙红雷的女友预警技术，帮助装卸油作业人员减少停工时间，提高作业效率，降低雷击事故风险。
关键词油罐车运输火车装卸油雷击监测预警安全防护
中图分类号T U714 文献标识码B文章编号丨672-9323 (2021) 01—0055-04
1火车装卸油作业的业务特点和防雷需求国内铁路装卸油是成品油转运的重要环节。火车 装油作业为露天敞口作业，由于油品自身具有易挥发 性，在装油过程中，油气会从火车罐口挥发，在夏季高 温环境下这一问题更为突出（夏季油罐温度可达40‘C 以上)。由于油品具有易燃、易爆特点，装卸油作业时因 各种原因挥发的油气一旦遭受雷击，往往会引起爆炸 着火事故，造成重大人员伤亡及财产损失。而且，铁路 装卸油作业区及附近的大型油库占地面积较大，且为 都在露天作业，受雷电影响较大，可能因直接雷击、雷 电感应、雷电波引入、反击等对油罐和其他他设备(尤 其是电子设备)造成危害。
传统的雷电防护方案是通过建筑工程设计安装避 雷针防护，这些方案是依据GB500571[1U EC61312-l[a 等标准对建筑进行的被动式防护。传统防雷设施可以较好地避免直击雷的伤害，但是对由于直击雷带来的 感应雷击和由电力线传入的感应雷作用有限，而这些 雷击均可能引起电器设备损坏、着火，甚至爆炸。因此,《铁路装卸油区安全规定》“雷雨时，禁止收发油作业，并使设备复位。”
铁路装卸油作业的主要雷电危害如下：
(1)安全事故：比较典型的是火灾和人身伤害。根 据石油行业标准S Y/T6556_2003 (大型地面常压储罐 防火和灭火)对已报道的107起油罐火灾案例的调查, 65例为雷击火灾，比例高达61%。深入的调查表明，几 乎所有的油罐雷击火灾均发生在收发油阶段。
⑵生产事故：比较典型的是雷电导致电网跳闸、计量系统失灵。
⑶效率损失：铁路装卸油作业，尤其是大型铁路 装卸油作业是一项需要多方协同的较长时间的作业活
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动，为了高效地执行该项活动，需要良好的计划。由于 缺乏对雷电临近可量化的观测和预测手段，实践中大 量根据人工判断执行相应的防护预案(根据安全规范， 雷电来临时停止收发油作业），从而导致两个极端：要 么过于保守，大大增加了无效工作时间，导致运营效率 低下，同时装卸油时间的延长会使油气挥发加大，也加 大了安全风险；要么过于激进，出现雷电漏报和安全时 间窗不够，导致预案失灵，造成雷击安全事故。
2在火车装卸油作业中应用雷电预警技术
qq邮箱 登陆某炼化企业（以下简称企业)地处云南省安宁市， 属高原低纬度亚热带季风气候，地形呈东南高、西北 低，有八街、连然、禄胺3个山间盆地，为雷电高发区 域。公司占地300公顷，原油加工能力1000万t /a ，可 生产汽油、柴油、航煤、丙烯、液化气、甲苯、混合二甲 苯、硫磺和沥青等16类69种产品，对雷电高度敏感。 该企业自2020年6月开始应用雷电监测预警技术，根 据2020年6—11月的雷电监测数据，周边50k m 内共 发生雷电11358次，周边10k m 内发生519次，全年共 计63个雷暴日。女娲伏羲
为保障铁路装卸油作业的安全，提升铁路收发油 效率，该企业启用了雷电监测和预警技术。2.1三级四雷电告警机制
为了提醒用户，方便其采取一切可能的预防措施， 雷电监测和预警系统为可能受到雷击威胁的目标区域 提供警报。该预警系统需要基于一定区域范围的探测 数据进行判断，根据火车装卸油作业业务服务目标，系 统在运行之前确定和配置好目标区域(TA )、周边区域 (SA )和监测区域(MA )®。
将企业火车装卸油作业及油库区域等重点防护的 区域确定为目标区域(TA )，将目标区域外扩lk m 的区 域确定为周边区域(SA )；分别将目标区域外扩30km 、 60km 、90km 、120k m 和150k m 确定为不同的监测区 域(MA )。
在雷电监测预警网上，每个雷的具体详细信息显 如图1所7K ，包括雷击发生的位置（经玮度
102.368324.9142)、时间、强度
、类型(云
闪或云地闪)，
以及该结果是由多少个雷电定位仪一起参与定位得到
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的等。雷电监测网实时监测雷电的发生情况，并在雷击 发生后10S 内将信息通知对应的值班人员（短信/或 ），或者直接将信息发到应急指挥系统。这样，监控 人员在雷击发生后极短的时间内就能确定雷电发生的 准确位置。
图1监测到的一个雷击的详细信息
企业火车装卸油作业雷暴告警机制为一整套预先 制定好的协议、制度、方法、动作和措施，为了预警和响 应方便，告警机制确定预警级别及期相关的警报颜。 预警级别共三级：预警级、响应级、击中救援级。四告 警分别是蓝告警、黄告警、红告警、击中告警（白 闪烁）。
(1)
蓝告警表示雷暴预警系统判断雷暴可能会
在预警准备提前时间内(l ~2h )经临目标区域。随着时 间的推进和雷暴过程的实际演化，预警系统根据进一 步的观测数据作出新的预测：蓝告警有可能会升级 为红告警或者黄告警，也可能会摘除而进人正常 安全状态(警报解除）。蓝告警的响应动作通常为准 备类动作：比如检查消防设施是否正常，提醒相关岗位 人员注意等。
(2)
黄告警/红告警都表示雷暴预警系统预
测雷暴将在半小时内经临目标区域，两者之间的区别 在于：红告警代表较强的雷暴过程，往往表现为多个 雷暴云团或闪电密度很大的雷暴云团；黄告警代表 较弱雷暴过程，往往表现为单个雷暴云团或者闪电密
度小的小型雷暴云团。
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⑶黄告警的预警信息展示上以黄显示预警 信息，提醒安全信息接收人员注意，同时发出黄警报 信息给安全信息接收人员，安全信息接收人员通知业 务人员，相关业务人员根据预先确定的规则作出相应 的响应动作。
⑷红告警的预警信息展示上以红显示预警 信息，提醒安全信息接收人员注意，同时发出红警报 信息给安全信息接收人员，安全信息接收人员通知业 务人员，相关人员根据预先确定的规则作出对应的响 应动作。
(5)当雷击发生在目标区域内时，会触发击中告 警。击中告警的预警信息展示落在目标区域内的雷击 信息(包含位置、强度和时间）。击中告警的落雷展示为 炫目白闪烁，同时发出击中警报给预警安全信息接 收人员，安全信息接收人员紧急通知业务人员，业务相 关人员根据预先确定的协议、规则作出相应的动作。击 中警报对应的动作多为应急类、防护类和救援类。如果 发现着火事故，根据安全规定进行火灾扑救措施，并立 即通知消防人员等。其他击中告警的主要目的是帮助 中控室和现场人员在最短的时间内发现事故、锁定事 故点，为紧急救援贏得“黄金时间”。
2.2应急决策和响应流程
当有雷击风险时，预警网发出雷击预警信息通知 安全值班人员，值班人员对预警信息进行人工评估，结 合雷电监测预警网的可视化展示信息，确认雷暴中心 的位置、距离及移动发展情况；同时，结合当前的外部
表1雷电应急响应策略
岗位
蓝(一级)响应
黄(二级)响应
红(三级)响应
中控室
实时査看雷电运移情况和最新雷电告警.对"蓝告警"进行确认。
通过电话或公共广播系统通知装卸油区户 外工作人员注意.装卸油区当班人员检查 消防设备工作状态。实时查看雷电发生及运移情况，并结合系
统提供的气象雷达信息和电场仪数据，综 合研判，对"黄预警”进行确认。
通过电话或公共广播系统通知户外作业人
员，进入二级响应。
确认装卸油区和储油区管理人员己完成1
级响应，并进入到2级响应状态。实时查看雷电发生及运移情况，并结合系 统提供的气象数据（主要时雷达信息和电
场仪数据），综合研判，对“红预警”进行
确认。
通过电话或公共广播系统通知其他部门.
进入三级响应。
储油、装卸及辅
助生产区
推迟未进行的装卸油或其他生产活动。 尽快结束进行中的装卸油或其他生产活 动。
暂停装卸油或其他生产活动。 推迟未进行的生产活动。
停止装卸油或其他生产活动。 关闭不必要的电气设备。 根据安全要求.使设备复位。
户外工作人员
准备停止户外工作。
准备推迟未进行的户外工作。
立刻停止户外、高空工作。立刻推迟未进行 的户外、高空工作。
寻最近的室内场所进行紧急避险。向相关管理人员汇报所处位置及状况。
立刻停止户外、高空工作。
立刻推迟未进行的户外、高空工作。 立即寻最近的室内场所进行紧急避险。 并向相关管理人员汇报所处位置及状况。
…………
预警级别变动
霣电预警系统预警结果
"是否有霄
风险？
根据预瞥结_和预警策略.
发布预警
A
全部告瞥解除？各部门执行预警应急响应
没有风险
解除
恢复正常工作.完成-
图2
应急决策及应急响应流程
因素，综合研判，按照预先制定的分级标准和应急响应 策略确定发布预警的级别和时间点；火车装卸油各作 业人员收到预警信息后，根据预警级别执行相应的应 急动作(图2)。
2.3应急响应策略
系统运行前，要完成预警分级标准的制定、停工时 间窗口、响应策略，以及应急预案联动各作业人员的应急 动作。其中雷电应急响应及其解除分别见表1和表2。
3雷电监测结果统计
根据观测数据,2020年6—11月共有46次雷击发 生在企业雷电防护目标区内，其中云闪2次、地闪44 次，这些雷击有可能导致安全事故。
高雷暴日分析（图3)表明，观测期限内共有63个 雷暴日（周边l 〇k m 内雷击数量大于1的天数），大量 的雷击集中在少数天数。详细的数据统计显示，全年
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表2警报解除策略
岗位红/黄预警摘除
(恢复蓝告警）
蓝预瞀摘除
(全部告警解除）
中控室检査雷电预警系统是否处于正
十四阿哥怎么死的常工作状态。
检查雷电预警系统是
否处于正常工作状态。
通过电话或公共广播
系统通知其他部门工
何炅的孩子作人员，预警解除，恢
复工作。
储油、装卸及辅助生产区根据现场作业任务的迫切程
度，可以恢复处于“暂停”状态
的作业。
推迟和停止状态的作业，依然
保持“推迟"和“停止”状态。
继续刚才由于雷电警
报暂停的生产计划，重
新安排推迟的作业。
黄晓明抱赵薇户外工作人员户外和高空作业保持停止状
态。
恢复正常状态。
80%的雷击发生在8个雷暴日内，分别是6月30日、6 月25日、8月22日、6月10日、7月31日、7月2日、8 月5日和8月15日。这为雷电防御计划的制定提供了 量化的决策依据。
140
120
100
80
60
40
20
6-1-20b d ii h i
7-1-20 8-1-20 9-1-20 10-1-20 11-1-20图3高雷暴日分析
4典型雷暴过程
从生成与运移规律上，雷暴过程大体分为局地性 热雷暴(雷暴单体较少，原地生消)和系统性雷暴（多雷 暴单体，移动特征明显，运移路径有规律)。根据观测数据，区域的雷暴过程主要是系统性雷暴，运移方式东北 向西南。系统性雷暴运移规律的存在，为区域雷暴过程 的早期识别提供了更好的条件和时间窗口。
在统计时段（2020年6月30日14:52 ~16:06) 内，共发生雷击491次。产生方式为自西北向东南，属 系统性雷暴。
5结论
雷电监测预警技术在某炼化企业火车装卸油环节 中主动防雷的应用，构建了一个完整的火车装卸油作 业的雷电防护体系。包括充分利用雷电监测预警系统 获得可靠的预警结果，雷电分级标准的制定、停
工时间 窗口的管理、应急预案的联动等。雷电预警能够准确地 预测出油库作业地区受影响的时间区段、地理范围及 强度，并且根据相关作业标准第一时间确定复工时间，从而减少雷电对工作的影响，在保证安全的前提下提 升火车装卸油作业的运行效率。应用雷电监测预警技 术为某炼化企业火车装卸油作业提供了可靠、可执行 的雷电主动式防护系统和方法。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社,2011.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.IEC61312-1: 1995雷电电磁脉冲的防护通则[S].北京：中国标准出版社，1995.
[3] 雷电防护雷暴预警系统G B/T38121-2019/IE C62793: 2016.
[4] 梁先锋.火车装油过程初期火灾扑救方法探讨m.安全，健康和环境,2012,⑶:36—38.
(收稿日期=2020-12-07)
启事
本刊2020年第6期拓化企业检修期间对外方施工人员安全管理的思考》一文，由于相关人员的疏忽, 把第二作者“黄舒艺”的名字写错为“吴舒艺”，特此更正。
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