引言
雷电是大气中带电云层与地面之间发生的一种强烈的自然放电现象，闪电和雷鸣相伴既雄伟壮观又惊心动魄。在人类社会的发展中雷电发挥了积极的作用，例如原始人学会用火得益于雷电，现代人懂得用电也是受雷电的启发；然而雷电也给我们日常工作、生活造成了巨大的危害，随着数字化油田的深入建设，各类仪器仪表被广泛地应用于油田生产中，由于大多数仪器仪表都是采用集成电路构成，耐压等级低，而雷电瞬间释放的电压可达到数十万伏，若未采取合理的防范措施，雷电会对仪器仪表造成严重的破坏。因此，加强雷电防护，是保证油田安全生产、仪器仪表正常运行的重要前提。
1化工器仪表的意义
化学仪器仪表和其他普通的仪器仪表有所不同，其结果的系统性和复杂性更强，故也有化学自动化仪器之称，其主要由三部分构成，分别是控制仪器、显示仪器和测量仪器。鉴于自身独一无二的优势，故化学仪器仪表被广泛应用于多个领域中，包括电力、冶金、炼油、石化以及化工等。测量仪表的工作原理是对显示仪器和传感器予以合理利用，且还要自动检测化工企业生产过程中的诸多指标，包括流量、料位、压力和温度等。而显示仪表则主要是对仪器中诸多变量（流量、物位、压力和温度等）进行检测，通过数字或指针的方式显示在仪表板上。控制仪表负责记录仪表的工作情况，包括流量、压力和温度等，并就测定的检测值与设定值展开比较，计算出偏差。但应注意，在计算过程中一定要严格遵循相关控制规律，完成计算后，需要输出运算结果，通过执行元件对某一变量进行调整以达到设定值。
2雷电对仪器仪表的危害形式
2.1直击雷
根据调查结果显示，仪器仪表中出现的故障大多都是由电压的瞬变和浪涌造成的，其中雷电是主要形式，会对仪器仪表带来巨大破坏，不但会对正常工作带来一定影响，还会给工作人员的生命安全带来一定程度上的隐患。因此，相关部门要加强对仪器仪表的雷电防护工作的重视，把其列为重要一项工作内容。当雷电击中仪器仪表会产生较大的热量，所产生的热量会与仪器仪表发生机械反应，从而对仪器仪表的外壳带来较大破坏，会导致传输线和传感器损害，进而使信号发生中断，影响仪器仪表的正常使用。
2.2雷电感应
正常情况下，雷电效应有两种类型，其一是人们生活中常见的静电感应。由于雷电在产生期间，产生的时间较快，使得雷电消失时，大地中的电荷也会跟着雷电一起消失，但导电体上的电荷还处于流通状态，会对地面产生较大的压力。出现这种现象的主要原因是高压电线和各类信号传输线共同作用所产生的静电感应，由于静电感应具有不稳定性的特点，当电流进入仪器仪表中，会对仪器仪表产生一定程度上的破坏。其二，电磁感应。在雷电过程中还会产生交变电磁场，这种电磁场作用于金属物体表面会产生较大的热量，但对金属表面有一定的要求，必须是闭合回路才能发生电磁感应。油田中的仪器仪表大多都是电子构件，容易燃烧，在发生雷电时会产生较大的热量，严重情况会使仪器仪表不能进行正常工作，影响仪器仪表的正常使用。
2.3雷电波入侵
雷电在释放过程中会对高压线路和金属管线造成强烈冲击，这种冲击可能会进入到管线内部或者仪器仪表中，雷电深入到内部的途径主要有：其一，高强度的雷电直接冲击电线或者线路，由于雷电在瞬间会产生较大的强度，并且传播速度较快，会对管线造成脉冲式的高电压入侵。其二，摩擦产生的静电感应。这种静电感应会使金属管线上产生较大的脉冲波，脉冲波会沿着管线进入到仪器仪表中，从而对仪器仪表造成一定程度上的损坏。其三，出现雷雨天气时，雷电击中建筑物会使建筑物顶部的引下线产生高压脉冲波，对管线内的信号造成干扰，从而对油田的仪器仪表造成损害，影响仪器仪表正常使用。
3改进方法及可行性分析
由于雷电的侵袭无孔不入，任何单一的防护措施效果都是有限的，因此仪器仪表的雷电防护工作要采取多方面的综合防护措施。这些防护措施可概括为以下两方面：外部雷电防护措施与内部雷电防护措施。只有将外部防护措施和内部防护措施因地制宜地结合起来，贯彻整体防御思想，构成一个完整的防护系统，才能取得有效的雷电防护效果。站库仪器仪表雷电防护改进措施如下。
3.1在合理的位置加装浪涌保护器、安全栅
对于雷电引起的浪涌电流，最好采用分级防护的方式来完成，从供电系统的入口开始逐步进行浪涌能量的吸收，对浪涌电压进行分阶段抑制。在仪器仪表配电柜安装不同规格型号的浪涌保护器，仪器仪表安装安全栅，对仪器仪表设置四级保护：（1）在供电系统变压器低压端和大地之间安装120KA电源型浪涌保护器（单价700元/件），将高能量的浪涌电流泄放至大地。由于单井与站库变压器高压端有避雷器，而低压端普遍没有雷电防护装置，因此，雷电防护工作应从变压器低压端开始做起。（2）在220V电源端安装60KA电源型浪涌保护器（单价200元/件），将一级浪涌保护器的剩余浪涌电流进行更完善的吸收。（3）在仪器仪表电源端安装信号型浪涌保护器(防雷栅)，将微小而又瞬态的浪涌电流完全消除，保护耐压能力差、电磁干扰敏感的仪器仪表设备免受浪涌电流的影响。（4）在仪器仪表信号传输线路上安装隔离式安全栅，将仪器仪表电源端、信号输入端与信号输出端三方之间相互电气隔离，防止仪器仪表电源端与信号输入端受到雷电的侵害。
3.2依据规范布置引下线接地
将配电柜柜体、浪涌保护器接地端子、仪器仪表信号接地端利用引下线合理规范的接入接地系统，使浪涌电流通过低阻抗引下线泄放至大地，同时配电柜内的电子设备构成等电位，防止设备之间产生电位差造成电击，保护操作人员和仪器仪表设备的安全。引下线应满足机械强度高、耐腐蚀和热稳定性强的要求，一般采用镀锌钢绞线，横截面积不应小于6mm2,电阻不高于10Ω。引下线接地是雷电防护的重要环节，仪器仪表如果没有通引下线接入接地系统，就会增加雷电侵害的风险。
3.3定期对防雷设备进行检查
站库工作人员定期对避雷针、引下线、接地端子以及浪涌保护器进行检查。发现引下线出现破损、开焊，浪涌保护器电源指示灯熄灭等现象应及时向上级有关部门汇报，及时处理或更换相应设备，在雷雨季来临之前做好防雷保障工作。
结语
随着科技的不断进步，越来越多的先进仪器仪表设备应用到数字化油田建设中，仪器仪表的雷电防护工作已经成为油田建设的重要内容之一。通过以上方法虽然不能完全消除雷电造成的危害，但也能够大大降低雷电侵害的风险。安全无小事，防患于未然，我们应紧跟时代的步伐，探索新技术，学习借鉴国外先进的措施和经验，不断完善雷电防护系统，有效保障人员与设备的安全。
参考文献
[1]GB50160-2008《石油化工企业设计防雷技术规范》.
[2]GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》.
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