論石化儀表系統(tǒng)的防雷體系之三——儀表設(shè)備防雷保護(hù)的基本原則和措施

通過上面兩篇文章的閱讀，我們對(duì)于侵害儀表系統(tǒng)的雷電的類型已經(jīng)有了大概的了解，并且對(duì)于防雷的接地方式類型也梳理清楚，這一章我們就要對(duì)于采取何種合適的措施進(jìn)行防雷作幾點(diǎn)說明。

      對(duì)于侵入儀表系統(tǒng)雷害的治理措施是多方面的，主要包括接閃、均壓、分流、接地和屏蔽等。這些措施必須綜合運(yùn)用，才能真正達(dá)到儀表系統(tǒng)的防雷。石油化企業(yè)儀表系統(tǒng)所采取的防雷措施應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：
　　3.1接閃
　　應(yīng)根據(jù)儀表自控系統(tǒng)控制室及現(xiàn)場(chǎng)工藝裝置的結(jié)構(gòu)形式等各種相關(guān)因素，綜合全面地考慮防雷措施。例如現(xiàn)場(chǎng)儀表自控系統(tǒng)的防雷，應(yīng)和周圍的工藝裝置等防雷措施一起設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況考慮采用的接閃器類別（避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)）。
　　3.2均壓
　　為防止瞬態(tài)電流流經(jīng)導(dǎo)體與其周圍金屬物體之間的反擊放電，導(dǎo)致儀器儀表設(shè)備的損壞，干擾儀表自控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)將穿越防雷保護(hù)區(qū)的儀表自控系統(tǒng)控制室的地面墻面、儀器儀表、設(shè)備管線、工藝裝置等進(jìn)行等電位連接，并且與儀表自控系統(tǒng)控制室的防雷接地系統(tǒng)相連接，以形成比較完善的等電位連接。 　　3.3接地
　　接地是雷電防護(hù)措施中的重要程序，要全面考慮各種因素，使接地系統(tǒng)能夠保證電勢(shì)陡度小，盡可能達(dá)到均衡電位的效果。對(duì)于浮地、多點(diǎn)接地等防雷接地措施，如遇較強(qiáng)雷擊時(shí)，由于儀表或DCS設(shè)備外殼保護(hù)接地，儀表或DCS設(shè)備外殼與其內(nèi)部電路之間將會(huì)形成較高的電位差，將兩者的絕緣間隙擊穿，對(duì)電路造成破壞。因此，可以將保護(hù)接地與工作接地連接起來(lái)，并接入全廠防雷接地系統(tǒng)。
　　目前國(guó)內(nèi)石油化工儀表系統(tǒng)的接地主要有兩種措施：浮地、多點(diǎn)接地。如果通信系統(tǒng)的“工作地”、“保護(hù)地”和“防雷地”是分別安裝，互不連接，自成系統(tǒng)，稱作“分設(shè)接地系統(tǒng)”。這種接地方式的突出優(yōu)點(diǎn)是可以就近接地，接地線的寄生電感小。但是如果較強(qiáng)的雷電波通過保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng)，電子電路同樣會(huì)因承受高壓而損壞。
　　如果三者合并設(shè)在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一接地系統(tǒng)，則稱為“合設(shè)接地系統(tǒng)”。合設(shè)接地系統(tǒng)消除了不同接地點(diǎn)可能存在的電位差，在發(fā)生雷擊時(shí)，可以較好地抑制不同接地點(diǎn)之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。
　　3.4屏蔽
　　由于化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用大量的半導(dǎo)體元器件、集成電路以及電力、信號(hào)傳輸電纜，因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表及控制室的屏蔽，不僅要考慮直接雷擊的危害，還應(yīng)考慮雷擊所產(chǎn)生的電磁脈沖輻射的影響。雷擊產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁脈沖可以直接輻射到這些元器件上，也可以在供電或信號(hào)電纜上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波，沿電纜回路侵入儀器儀表設(shè)備，從而對(duì)儀器儀表設(shè)備造成破壞。通過使用屏蔽體進(jìn)行衰減或阻擋電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護(hù)措施。儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的防雷屏蔽主要包括以下3個(gè)方面。
　　1）現(xiàn)場(chǎng)儀表屏蔽
　　現(xiàn)場(chǎng)儀表采用金屬材質(zhì)的儀表保護(hù)箱實(shí)現(xiàn)防雷屏蔽，儀表保護(hù)箱接入全廠防雷接地系統(tǒng)。
　　2）控制室屏蔽
　　儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制室對(duì)雷電所產(chǎn)生的電磁脈沖具有較強(qiáng)的敏感度。因此，應(yīng)對(duì)儀表控制室墻壁中的鋼筋結(jié)構(gòu)交點(diǎn)進(jìn)行電氣連接，構(gòu)成屏蔽籠，并且在室內(nèi)四周沿墻壁再做一圈保護(hù)接地環(huán)，同時(shí)接地環(huán)與屏蔽籠應(yīng)進(jìn)行有效的電氣連接，后接入全廠防雷接地系統(tǒng)。
　　3）信號(hào)回路和電源回路屏蔽
　　為防止雷電電磁脈沖在信號(hào)回路或供電回路上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓，所有的供電回路及信號(hào)回路都應(yīng)采用具有金屬屏蔽層的電纜。同時(shí)由于屏蔽層多點(diǎn)接地將會(huì)在電纜的纜芯與護(hù)套間產(chǎn)生低頻干擾，因此屏蔽層沿線只能采取單點(diǎn)接地。為此，供電回路及信號(hào)回路應(yīng)采用雙屏蔽電纜，其內(nèi)屏蔽層可以采用單點(diǎn)接地，外屏蔽層可以采用多點(diǎn)接地。
　　3.5分流
　　由于發(fā)生接閃時(shí)，雷電流主要通過分流和感應(yīng)兩種方式釋放，因此通過設(shè)置合理數(shù)量的防雷引下線，使分流后的雷電流變小，從而將發(fā)生雷電反擊和感應(yīng)的影響范圍降至低。
　　4.結(jié)束語(yǔ)
　　在石油化工企業(yè)今后的裝置儀表施工工作中，各施工和驗(yàn)收單位應(yīng)嚴(yán)格按照《儀表施工驗(yàn)收規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行和驗(yàn)收，保障各個(gè)環(huán)節(jié)的高質(zhì)量運(yùn)行，增強(qiáng)整個(gè)儀表系統(tǒng)的導(dǎo)體導(dǎo)電功效，以減少雷擊傷害發(fā)生的可能。為企業(yè)的安穩(wěn)生產(chǎn)保駕護(hù)航！(本文由潤(rùn)中儀表科技有限公司整理發(fā)布)

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