浅谈管道SCADA监控系统的雷击防护.pdf

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1、旦境羞臼仪器仪表用户doi：10．3969／j．issn．1671—1041．2011．03．033浅谈管道SCADA监控系统的雷击防护苏彩虹，傅强。，陆英娣(1．中石化管道储运公司管道技术作业分公司，徐州221008；2．中国石油天然气管道第二工程公司，徐州1221008)摘要：通过对某原油管道SCADA监控系统雷击事故的原因及危害分析，针对本案采取增加浪涌保护器和改善接地系统连接网的防护措施，增强管道SCADA监控系统的雷击防护。关键词：SCADA监控系统；防雷接地；浪涌保护器中图分类号：TP23文献标

2、志码：BO引言防雷措施，很容易受电磁脉冲辐射。雷电流在其通道周围的SCADA监控系统是一个基于计算机的监控系统，能对远空间产生电磁场，向外辐射电磁波，耦合到SCADA监控系程站场的输油泵、阀功能进行现场或远程控制，并通过远程统控制室的计算机、仪表和现场仪器仪表，以及各类金属导体PLC控制系统收集输油站场的各类数据，在很大程度上还要上，产生感应电动势或感生电流，造成设备故障，损坏以致控整合其它各辅助系统的运行信息和生产数据，并将这些数据制系统失灵。提供给操作人员和管理者。他由通信设备、计算机工作站、PLC控制

3、系统等设备组成，而这些都属于电子设备，他们的工作电压较低，耐过电压、过电流能力也很低，极易受到雷击电磁脉冲的危害。例如：近年来，管道储运公司的仪长线、魏荆线、El仪线等都先后发生了雷击侵袭，对正常输油生产造成了．图2PLC控制回路严重危害，造成巨大的经济损失。因此，做好原油管道SCA—3)接地没有形成等电位DA监控系统设备的雷击防护工作，对提高原油管道生产安全该站点有3个地网，虽然每个地网的接地电阻都小于运行有着非常重要的作用。ln，但是地网之间距离相隔不到5m，而且没有将其多个捆绑集中起来形成等电势地网。

4、这种情况很容易造成反击现象，1雷击实例及事故分析雷电流有可能从地电位引入，侵入一些用电设备。1．1雷击实例简介2007年管道储运公司襄樊输油处13号站点受到雷击，对2防雷措施的实施事故现场进行了勘查，发现SCADA监控系统室内UPS被雷击防雷系统是一个综合系统，其基本的防护原则有分流和损坏，2个PLC处理器被雷击损坏，集线器被雷击损坏，控制接地、屏蔽、合理布线、过电压保护等(如图3所示)。模块有部分损坏；配电室内的全自动变频供水器电源部分被雷击损坏，电加热棒油泵控制箱电源部分被雷击损坏。造成了SCADA监控

5、系统整体瘫痪，使得工作人员不能及时有效的查看数据及数据处理，严重影响了该条原油管道的正常输油生产。1．2雷击事故原因分析1)电源防雷器保护不到位在UPS后端安装(如图1所示)防雷器，致使雷电流侵入电源线路时，UPS得不到防雷器的保护，因而被雷击损坏。配电室内的全自动变频供水器和电加热棒油泵控制箱由于没有图3防雷系统安装电源防雷设备，雷电流通过电源线侵入到设备，致使设备通过此事故原因分析，具体实施措施：采用了增加浪涌保损坏。护器和改善接地的方法，来增强原油输油站场SCADA监控系统设备对雷击的防护。2．1增加

6、浪涌保护器1)电源防雷器保护根据《建筑物防雷设计规范》j和《雷电电磁脉冲的防护》第三部分电涌保护器的要求表明对于电源系统的防雷问题，一般原则上要求采用三级保护(如图4所示)。在总配图1电源防雷器的安装电柜的三相电源输出处安装不小于60kA通流容量的电源防2)控制回路没有采取防雷措施雷器，作为第一级电源保护；在UPS前端安装电源防雷器，作SCADA监控系统PLC控制回路(如图2所示)没有采取为第二级电源保护；在UPS后端一些重要用电设备的前端安90ElCVol。182011No．3欢迎光临本刊网站http：／

7、／www．eic．com．cn墨旦日蟹羞日装电源防雷器，作为第三级电源保护。求单个地网之间最小要有5m乃至20m的距离⋯，同时又要与各种地下金属管道、电缆金属屏蔽层、各大金属构件都要有雷击放电器过电压放电器仪器终端保护足够距离。基于上面两个原因，所以独立接地系统已不适合站场的实际状况。一如果采用共用接地，雷电流在冲击接地电阻上产生的高电压，将同时存在各系统的接地线上，各设备地线之间不存在高电位差，也不存在同一台设备的各接地系统之间的击穿问题。SCADA监控系统的保护接地属于低压配电系统接地，所以应按电气专业

8、的有关标准规范和方法进行；应接入电气专图4电源防雷器分级保护系统业的低压配电系统接地网，即等电位共用接地网。a)电源一级防护通常将配电系统第一级防雷保护设计为：使用10／350tzs波形、通流容量40kA每线，8／201zs波形、通流容量lO0kA每线的B级电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到4000V以下。所有接线用25mm多股铜线连接，地线用25ram多股铜线连接。b)电源二级防护对于低压配电室等属于需要重要