浅谈石油化工仪表系统的防雷措施

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1、浅谈石油化工仪表系统的防雷措施：随着我国经济建设的飞速发展以及现代生活的需要，新建许多大型以及特大型石化企业，生产装置多、规模化连续生产、工艺复杂、技术密集是大中型石化企业生产的特点，因此，企业的生产装置和仪表控制系统的防雷措施十分关键。本文就石油化工仪表系统的防雷措施进行深入探讨。　　关键词：石油化工；仪表系统；防雷；措施　　：TE1：B：1009-9166（2011）0014(C)-0213-02　　　　引言：近年来，随着我国经济建设的飞速发展以及现代生活的需要，新建许多大型以及特大型石化企业，生产装置多、规模化连续生产、工艺复杂、技术密集

2、是大中型石化企业生产的特点，生产设备的工作条件较为苛刻，也对企业生产的安全、稳定、可靠提出了较高要求。因此，企业的生产装置和仪表控制系统的防雷措施十分关键。本文就石油化工仪表系统的防雷措施进行深入探讨。　　一、雷击对石油化工仪表系统的危害　　（一）直接雷击　　雷电直接击中现场仪表设备或与之连接的管路，通常会损坏仪表的传感器模件并且可能损坏变送器的电子线路板。雷电流在沿仪表支架流入大地的过程中，产生强大的感应磁场，能通过信号传输线路耦合到控制室DCS等电子设备内，损坏DCS等电子设备。　　（二）感应雷击　　1、静电感应。当雷云来临时，地面物体，尤

3、其是导体聚积大量电荷产生放电，放电电流若进入现场仪表和用电设备，造成设备损坏。　　2、电磁脉冲辐射。雷电流在其通道周围的空间产生电磁场，向外辐射电磁波，耦合到控制室的计算机、仪表和现场仪器仪表，以及各类金属导体上，产生感应电动势或感生电流，造成设备故障，损坏以致控制系统失灵。　　（三）雷电过电压侵入　　直接击雷或雷电感应都可能使导线或金属管道产生过电压，此雷电过电压沿各种金属管道、电缆槽、电缆线路就可能将高电位引入仪表系统，造成干扰和破坏。　　（四）反击　　防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电流通过引下线流入接地装置，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能

4、快速向大地泄放，必然会引起局部地电位上升（可能上百千伏），如果仪表控制系统的接地体与该点没有足够安全距离，它们之间就会产生放电，造成反击电流，可直接击穿用电器的绝缘部分，会对仪表控制系统产生干扰乃至破坏。　　二、石油化工仪表系统防雷的主要措施　　（一）接闪　　直接雷击的防护主要由建筑物的防雷装置实现，现场仪表系统的防雷，应和周围的储油罐等设备的防雷措施一起设计。　　（二）均压　　当雷击发生时，在雷电瞬态电流所经过的路径上将会产生瞬态电位升高，使该路径与周围的金属物体之间形成瞬态电位差，如果这种瞬态的电位差超过了两者之间的绝缘耐受强度，就会导致介

5、质的击穿放电，这种击穿放电能直接损坏仪表设备，也能产生电磁脉冲，干扰仪表系统的正常运行。为了消除雷电瞬态电流路径与金属物体之间的击穿放电，可以将所有现场仪表的所有金属外壳、构架、生产装置的金属设备、设施、仪表控制室内的设备、组件和元件的金属外壳、金属设施连接在一起，并且与仪表控制室的防雷接地系统相连接，形成完善的等电位连接。　　（三）接地　　接地是指仪表的工作地与建筑物的接地系统保持绝缘，这样建筑物接地系统中的电磁干扰就不会传导到仪表系统中，地电位的变化对仪表系统也无影响。但由于仪表的外壳要进行保护接地，当雷电较强时，仪表外壳与其内部电子电路之

6、间可能出现很高的电压，将两者之间绝缘间隙击穿，造成电子线路损坏。接地是指仪表、DCS、PLC等设备的工作接地与保护接地分开，这种接地方式的突出优点是可以就近接地，接地线的寄生电感小。但是如果较强的雷电波通过保护地进入系统，电子电路同样会因承受高压而损坏。由于以上两种接地方式都不能满足防雷的需要，因此，可以考虑将保护地与工作地相连接，并且接入防雷接地系统，问题就可以解决了。　　（四）屏蔽　　石油化工仪表系统大量采用半导体器件、集成电路和传递信号的电缆，由雷击产生的瞬态电磁脉冲可以直接辐射到这些元器件上，也可以在电源或信号线上感应出瞬态过电压波，沿

7、线路侵入电子设备，使电子设备工作失灵或损坏。利用屏蔽体来阻挡或衰减电磁脉冲的能量传播是一种有效的防护措施。仪表系统的防雷屏蔽主要包括三个方面：控制室屏蔽、现场仪表屏蔽、信号线和电源线屏蔽。　　1、控制室屏蔽　　控制室内的控制系统是仪表系统的心脏，对雷电产生的电磁脉冲十分敏感，需要特别注意其屏蔽问题。仪表控制室应是无窗的封闭结构，将房屋墙壁中的结构钢筋交点处电气连接，并与金属门框焊接，构成一个带门开口的屏蔽笼，在室内沿墙壁四周再做一圈保护接地环（接入防雷地），接地环与屏蔽笼进行有效的电气连接。　　2、现场仪表屏蔽　　现场仪表可采用金属的仪表箱（罩

8、）实现防雷屏蔽，仪表箱（罩）要与其他现场的金属设施实现等电位连接，并接入防雷接地系统。　　3、信号线和电源线屏蔽　　为了防止雷电电磁脉冲在信号或电源线