CN110298523A - 一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,基于临海油气集输站库所在区域雷电活动规律、站库设施及存储物或电气电子系统的雷电易损性质、站库在用防雷装置现场的综合检测数据等第一手资料,运用先进科学的风险评价方法,提出更有针对性的临海油气集输站库的雷电防护能力综合评价技术,解决雷电隐患风险等级及站库雷电防护的综合能力定量化的问题,研究并建立雷电防护能力综合评价技术模型将弥补油田在雷电灾害指挥平台建设上的空白。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知,通过评价可定量化掌握油气集输站库的雷电防护能力、水平,评价结果可指导防雷部门针对不同区域的雷灾特点,制定科学、合理、经济的防雷设计方案。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测领域,尤其涉及一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法。
背景技术
我国防雷相关工作的开展及体系成型较晚,受到此因素影响,油气集输站库防雷减灾管理工作在整个油田行业长期建设发展过程当中未能得到有效重视,油田建设企业为之所配备的管理工作者无论是知识构成还是人员构成均存在较严重的制约影响。与此同时,油气集输站库分布较为零散的现状致使油气集输站库防雷减灾监管工作始终无法落实到实处,油气集输站库防雷减灾管理工作难以有有效改观。
国内外现有的雷击灾害风险评估,不管是在理论上还是在方法上,都存在着很多待深入研究之处。一些雷电灾害风险的评估模型,存在定量化不足和选择性缺失等问题,参数的选取大多以经验为主,可靠性和可操作性较差。同时国内也建立了一系列的雷电防护国家标准规范,但这些标准一般针对的是典型的建筑物,属于通用标准。由于行业和地区差异,照搬它们在油田地区进行防雷减灾工作必然有所欠缺。
目前,在加油站、石油库、储备库领域开展的雷电专项评估工作中,地方气象局套用的是IEC-62305评价方法,其评价结果既不能反映出全部的防雷问题和隐患,也不能对发现的问题和隐患进行风险分级。中石化青岛安全工程研究院采用的方法是基于GB/T-21431建筑物防雷装置检测技术规范的全面检查、检测方法,该方法可以排除主要的雷电防护存在的问题和隐患,但不能对问题和隐患进行风险分级和综合分析。
发明内容
本发明是针对现有技术所存在的不足,基于临海具体情况,可定量化掌握油气集输站库的雷电防护能力、水平的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法。
本发明的技术方案为:基于临海油气集输站库所在区域雷电活动规律、站库设施及存储物或电气电子系统的雷电易损性质、站库在用防雷装置现场的综合检测数据等第一手资料,运用先进科学的风险评价方法,提出更有针对性的临海油气集输站库的雷电防护能力综合评价技术,解决雷电隐患风险等级及站库雷电防护的综合能力定量化的问题,研究并建立雷电防护能力综合评价技术模型将弥补油田在雷电灾害指挥平台建设上的空白,为应急指挥、决策提供技术支持。通过评价方法可定量化掌握油气集输站库的雷电防护能力、水平,评价方法的结果可指导防雷部门针对不同区域的雷灾特点,制定科学、合理、经济的防雷设计方案。
具体为,本发明提供了一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:确定所需进行评价的目标油气集输站库;
步骤2:确立油气集输站库防雷能力因子以及影响雷电防护因子的附属因子;
步骤3:基于油气集输站库内的功能性进行分区,可将一个集输站库分为具有易燃易爆风险的油气操作功能区、信息及控制系统功能区、配电系统功能区三个区域;
步骤4:将各因子与油气集输站库各功能区进行匹配,进一步确定各功能区的影响因子,构成三个不同区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;
步骤5:运用模糊层次分析模型,将影响因子加入评价模型中进行权重计算;
步骤6:分区内因子权重与评分细则表的打分相结合得出油气集输站库雷电防护能力评分;
步骤7:进行等级划分,得出油气集输站库雷电防护能力的总体评价。
进一步地,所述步骤2所述的油气集输站库防雷能力因子包括接闪装置、引下装置、接地装置、等电位连接、电涌保护器、屏蔽与布线;
所述影响油气集输站库雷电防护因子的附属因子包括致使风险增加的雷电致灾因子、承灾体因子、环境影响因子和防护装置标准化因子。
进一步地,所述雷电致灾因子包括致使雷电风险的:年预计雷击次数、雷电流强度、雷电流陡度。
进一步地,所述承灾体因子包括承灾体致使风险增加的:集输站库内建构筑物的结构、集输站库内储存物的闪点与容积、土壤电阻率。
进一步地,所述环境影响因子包括环境影响致使风险的:盐雾对接闪器的腐蚀、盐雾对引下线的腐蚀。
进一步地,所述防护装置标准化因子包括雷电防护装置设计标准符合度致使风险的:集输站库内设施的接闪能力、接闪器规格尺寸、引下线根数及布置间距、引下线规格尺寸、接地电阻值、集输站库内设施的泄放能力、跨接导体材料、跨接导体规格尺寸、等电位连接过渡电阻阻值、选用SPD的基本参数、SPD的接地阻值、SPD连接导线长度及截面积、屏蔽装置的过渡电阻、屏蔽措施、布线方式。
进一步地,所述步骤3所述的易燃易爆区域内部含有各类油气储罐、油气分离器、原油加热炉、沉降罐等,在易燃易爆区域中,要确定其防雷能力,主要涉及到对区域中接闪装置、引下装置、接地装置和等电位连接措施的相关因子进行检测和比较;
所述步骤3所述的控制及信息系统区域包括控制机房及其附属建筑物、各类信息线缆、各类传感器、天线等供电系统区域包括配电间及其附属建筑物、各类电力线缆、变压器、小型发电机等;
所述步骤3所述的在信息及控制系统功能区和配电功能区中,除外部防雷装置外,等电位连接措施、电涌保护器、屏蔽与布线的相关因子,对区域内防雷能力的确定占据着极大的比重。
进一步地,所述步骤5各因子与油气集输站库各功能区进行匹配,确定各功能区的影响因子,构成三个不同区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;
确定目标集输站库的功能性分区和影响因子及其层次分布,通过模型内相关数学方法确定各因子权重,即将层次中包含的各因子“两两相较”,遵循雷灾源危害程度、主观因素大于客观因素、防直击雷设施的布置顺序和基础防护大于精细防护等几大主要原则,计算得出各影响因子权重向量,将权重向量进行归一化处理,得到特征向量,再进行一致性检验后可以得到各个因子所占的权重。
进一步地,所述步骤6以集输站库为根据,对影响其雷电防护能力的各因子进行量化或具体化,并以此为依据生成适用于集输站库的且可与因子权重相结合的因子评分细则记录表。
进一步地,所述步骤7设油气集输站库雷电防护能力综合评价的评语集{不合格,一般,良好,优等},每个指标共分为四级,对应的分值为{1,2,3,4}。因子根据评价体系建立中所参考的规范进行逐项检查检测,然后对检查检测结果进行分级打分。根据模糊数学中隶属度最大原则,对油气集输站库雷电防护能力进行评判。由于防雷系统具有一定的关联性,尤其体现在外部防雷系统,当设备接地装置失效,则接闪和引下装置也将失去作用。临海油气集输站库的雷电防护能力的评价采用矩阵计算,当具有关联性的因子不满足通过矩阵计算得出的最低数值,则整体的雷电防护能力为不合格。类似“一票否决”的机制,使本评价方法更加具有逻辑性和科学性。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知,油气集输站库雷电防护综合能力评价方法的实施可以更有针对性的对油气集输站库雷电防护能力进行综合性的考量,解决了油气集输站库雷电隐患风险等级划分及油气集输站库雷电防护的综合能力定量化评价的问题。同时该评价方法采用因子权重与现场检测业务相结合的方式对防护能力进行评价,具有较强实用性和可操作性。通过这种定量化、易操作的评价以及雷电隐患风险等级划分可指导防雷部门针对油气集输站库不同区域的雷灾特点,制定科学、合理、经济的防雷设计方案。并将弥补油田在雷电灾害指挥平台建设上的空白,为应急指挥、决策提供技术支持。
附图说明
图1为本方案的流程图;
图2为本方案的易燃易爆区域的划分图;
图3为本方案的信息及控制系统的划分图。
图4为本方案的供电系统的划分图;
图5为本方案的各因子权重确定的步骤流程图;
图6为本方案的油气集输站库雷电防护能力的总体评价步骤流程图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。
本实施例是一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,如图1-5所示,包括以下步骤:
一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:确定所需进行评价的目标油气集输站库;
步骤2:确立油气集输站库防雷能力因子以及影响雷电防护因子的附属因子;
步骤3:基于油气集输站库内的功能性进行分区,可将一个集输站库分为具有易燃易爆风险的油气操作功能区、信息及控制系统功能区、配电系统功能区三个区域;
步骤4:将各因子与油气集输站库各功能区进行匹配,进一步确定各功能区的影响因子,构成三个不同区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;
步骤5:运用模糊层次分析模型,将影响因子加入评价模型中进行权重计算;
步骤6:分区内因子权重与评分细则表的打分相结合得出油气集输站库雷电防护能力评分;
步骤7:进行等级划分,得出油气集输站库雷电防护能力的总体评价。
进一步地,所述步骤2所述的油气集输站库防雷能力因子包括接闪装置、引下装置、接地装置、等电位连接、电涌保护器、屏蔽与布线;
所述影响油气集输站库雷电防护因子的附属因子包括致使风险增加的雷电致灾因子、承灾体因子、环境影响因子和防护装置标准化因子。
进一步地,所述雷电致灾因子包括致使雷电风险的:年预计雷击次数、雷电流强度、雷电流陡度。
进一步地,所述承灾体因子包括承灾体致使风险增加的:集输站库内建构筑物的结构、集输站库内储存物的闪点与容积、土壤电阻率。
进一步地,所述环境影响因子包括环境影响致使风险的:盐雾对接闪器的腐蚀、盐雾对引下线的腐蚀。
进一步地,所述防护装置标准化因子包括雷电防护装置设计标准符合度致使风险的:集输站库内设施的接闪能力、接闪器规格尺寸、引下线根数及布置间距、引下线规格尺寸、接地电阻值、集输站库内设施的泄放能力、跨接导体材料、跨接导体规格尺寸、等电位连接过渡电阻阻值、选用SPD的基本参数、SPD的接地阻值、SPD连接导线长度及截面积、屏蔽装置的过渡电阻、屏蔽措施、布线方式。
进一步地,如图2所示,所述步骤3所述的易燃易爆区域内部含有各类油气储罐、油气分离器、原油加热炉、沉降罐等,在易燃易爆区域中,要确定其防雷能力,主要涉及到对区域中接闪装置、引下装置、接地装置和等电位连接措施的相关因子进行检测和比较;
如图3所示,所述步骤3所述的控制及信息系统区域包括控制机房及其附属建筑物、各类信息线缆、各类传感器、天线等供电系统区域包括配电间及其附属建筑物、各类电力线缆、变压器、小型发电机等;
如图4所示,所述步骤3所述的在信息及控制系统功能区和配电功能区中,除外部防雷装置外,等电位连接措施、电涌保护器、屏蔽与布线的相关因子,对区域内防雷能力的确定占据着极大的比重。
进一步地,如图5所示,所述步骤5各因子与油气集输站库各功能区进行匹配,确定各功能区的影响因子,构成三个不同区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;
确定目标集输站库的功能性分区和影响因子及其层次分布,通过模型内相关数学方法确定各因子权重,即将层次中包含的各因子“两两相较”,遵循雷灾源危害程度、主观因素大于客观因素、防直击雷设施的布置顺序和基础防护大于精细防护等几大主要原则,计算得出各影响因子权重向量,将权重向量进行归一化处理,得到特征向量,再进行一致性检验后可以得到各个因子所占的权重。
进一步地,所述步骤6以集输站库为根据,对影响其雷电防护能力的各因子进行量化或具体化,并以此为依据生成适用于集输站库的且可与因子权重相结合的因子评分细则记录表。
进一步地,所述步骤7设油气集输站库雷电防护能力综合评价的评语集{不合格,一般,良好,优等},每个指标共分为四级,对应的分值为{1,2,3,4}。因子根据评价体系建立中所参考的规范进行逐项检查检测,然后对检查检测结果进行分级打分。根据模糊数学中隶属度最大原则,对油气集输站库雷电防护能力进行评判。由于防雷系统具有一定的关联性,尤其体现在外部防雷系统,当设备接地装置失效,则接闪和引下装置也将失去作用。临海油气集输站库的雷电防护能力的评价采用矩阵计算,当具有关联性的因子不满足通过矩阵计算得出的最低数值,则整体的雷电防护能力为不合格。类似“一票否决”的机制,使本评价方法更加具有逻辑性和科学性。
实施例二
确定某油气集输站库为进行雷电防护能力综合评价的目标;列出该油气集输站库防雷能力因子以及影响雷电防护因子的附属因子;基于该油气集输站库内的功能性进行分区,将一个集输站库分为具有易燃易爆风险的油气操作功能区、信息及控制系统功能区、配电系统功能区三个区域;列出如图2-4所示的三个区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;根据通过模型内相关数学方法确定各因子权重,重结果如表1-3所示,填写因子评分细则记录表,对各因子进行评分;结合因子权重与评分进行计算和等级划分,得出油气集输站库雷电防护能力的总体评价。
其中,易燃易爆功能性质分区单因素评价矩阵:
所以总体单因素的模糊综合评价矩阵
所以一层因子层对目标层的隶属度
将SA进行归一化处理,得到SA1=(0.0780 0.0438 0.3213 0.5549)。根据最大隶属度原则,SA1中最大值为0.5549,对应优等评价,所以认为该联合站易燃易爆功能性质分区的雷电防护能力为优等。
信息及控制系统功能性质分区单因素评价矩阵:
所以总体单因素的模糊综合评价矩阵
所以一层因子层对目标层的隶属度
将SA进行归一化处理,得到SA1=(0.1764 0.0982 0.4481 0.2773)。根据最大隶属度原则,SA1中最大值为0.4481,对应良好评价,所以认为该联合站信息及控制系统功能性质分区的雷电防护能力为良好。
供电系统功能性质分区单因素评价矩阵:
所以总体单因素的模糊综合评价矩阵
所以一层因子层对目标层的隶属度
将SA进行归一化处理,得到SA1=(0.0393 0.0343 0.0602 0.8662)。根据最大隶属度原则,SA1中最大值为0.8662,对应优等评价,所以认为该联合站供电系统功能区域的雷电防护能力为优等。
表1具有易燃易爆风险的油气操作功能区的影响因子权重
表2信息及控制系统功能区的影响因子权重
表3供电系统功能区的影响因子权重
本发明未经描述的技术特征能够通过或采用现有技术实现,在此不再赘述,当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:确定所需进行评价的目标油气集输站库;
步骤2:确立油气集输站库防雷能力因子以及影响雷电防护因子的附属因子;
步骤3:基于油气集输站库内的功能性进行分区,可将一个集输站库分为具有易燃易爆风险的油气操作功能区、信息及控制系统功能区、配电系统功能区三个区域;
步骤4:将各因子与油气集输站库各功能区进行匹配,进一步确定各功能区的影响因子,构成三个不同区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;
步骤5:运用模糊层次分析模型,将影响因子加入评价模型中进行权重计算;
步骤6:分区内因子权重与评分细则表的打分相结合得出油气集输站库雷电防护能力评分;
步骤7:进行等级划分,得出油气集输站库雷电防护能力的总体评价。
2.根据权利要求1所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述步骤2所述的油气集输站库防雷能力因子包括接闪装置、引下装置、接地装置、等电位连接、电涌保护器、屏蔽与布线;
所述影响油气集输站库雷电防护因子的附属因子包括致使风险增加的雷电致灾因子、承灾体因子、环境影响因子和防护装置标准化因子。
3.根据权利要求2所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述雷电致灾因子包括致使雷电风险的:年预计雷击次数、雷电流强度、雷电流陡度。
4.根据权利要求2所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述承灾体因子包括承灾体致使风险增加的:集输站库内建构筑物的结构、集输站库内储存物的闪点与容积、土壤电阻率。
5.根据权利要求2所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述环境影响因子包括环境影响致使风险的:盐雾对接闪器的腐蚀、盐雾对引下线的腐蚀。
6.根据权利要求2所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述防护装置标准化因子包括雷电防护装置设计标准符合度致使风险的:集输站库内设施的接闪能力、接闪器规格尺寸、引下线根数及布置间距、引下线规格尺寸、接地电阻值、集输站库内设施的泄放能力、跨接导体材料、跨接导体规格尺寸、等电位连接过渡电阻阻值、选用SPD的基本参数、SPD的接地阻值、SPD连接导线长度及截面积、屏蔽装置的过渡电阻、屏蔽措施、布线方式。
7.根据权利要求4所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述步骤3所述的易燃易爆区域内部含有各类油气储罐、油气分离器、原油加热炉、沉降罐等,在易燃易爆区域中,要确定其防雷能力,主要涉及到对区域中接闪装置、引下装置、接地装置和等电位连接措施的相关因子进行检测和比较;
所述步骤3所述的控制及信息系统区域包括控制机房及其附属建筑物、各类信息线缆、各类传感器、天线等供电系统区域包括配电间及其附属建筑物、各类电力线缆、变压器、小型发电机等;
所述步骤3所述的在信息及控制系统功能区和配电功能区中,除外部防雷装置外,等电位连接措施、电涌保护器、屏蔽与布线的相关因子,对区域内防雷能力的确定占据着极大的比重。
8.根据权利要求1所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述步骤5各因子与油气集输站库各功能区进行匹配,确定各功能区的影响因子,构成三个不同区域的雷电防护能力评价体系的因子分层;
确定目标集输站库的功能性分区和影响因子及其层次分布,通过模型内相关数学方法确定各因子权重,即将层次中包含的各因子“两两相较”,遵循雷灾源危害程度、主观因素大于客观因素、防直击雷设施的布置顺序和基础防护大于精细防护等几大主要原则,计算得出各影响因子权重向量,将权重向量进行归一化处理,得到特征向量,再进行一致性检验后可以得到各个因子所占的权重。
9.根据权利要求1所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述步骤6以集输站库为根据,对影响其雷电防护能力的各因子进行量化或具体化,并以此为依据生成适用于集输站库的且可与因子权重相结合的因子评分细则记录表。
10.根据权利要求1所述的一种油气集输站库雷电防护综合能力评价方法,其特征在于,所述步骤7设油气集输站库雷电防护能力综合评价的评语集{不合格,一般,良好,优等},每个指标共分为四级,对应的分值为{1,2,3,4};因子根据评价体系建立中所参考的规范进行逐项检查检测,然后对检查检测结果进行分级打分; 根据模糊数学中隶属度最大原则,对油气集输站库雷电防护能力进行评判 ;由于防雷系统具有一定的关联性,尤其体现在外部防雷系统,当设备接地装置失效,则接闪和引下装置也将失去作用;临海油气集输站库的雷电防护能力的评价采用矩阵计算,当具有关联性的因子不满足通过矩阵计算得出的最低数值,则整体的雷电防护能力为不合格;类似“一票否决”的机制,使本评价方法更加具有逻辑性和科学性。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191001 |