天然气集输站智能仪表防雷分析-论文.pdf

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1、第50卷第3期石油化工自动化VolI50，No．32014年6月AUTOMAT10NINPETR()_CHEMICALINDUSTRYJun，2014天然气集输站智能仪表防雷分析周建华(中原油田分公司天然气产销厂，河南濮阳457162)摘要：智能化程度高的现场仪表普遍存在绝缘强度低、承受过电压和过电流能力差、易受雷击影响等特征，容易出现通信中断、数据异常、黑屏甚至击穿设备等现象。分析了雷击产生的原因及对仪表的危害形式，提出了仪表防雷的主要措施，在实际应用中起到了较好的效果。关键词：自动计量FloBossl03流量管理器通信协议雷击浪涌保护器中图

2、分类号：TU895文献标志码：B文章编号：1007—7324(2014)03—0073—03随着工业自动化控制技术的发展，天然气计量电子设备。向智能化、网络化发展。中原油田分公司天然气产2)感应雷击。包括静电感应和电磁脉冲辐射销厂在采气、输气等站场进行了天然气计量自动化两种。改造，但智能化程度高的仪表普遍存在绝缘强度a)静电感应。当雷云来临时，地面物体，尤其低、承受过电压和过电流能力差的特征，一旦仪表是导体会聚积大量电荷产生放电，放电电流若进入受到直击雷侵入或其附近区域发生雷击，雷电过电现场仪表和用电设备，将造成设备损坏。压、过电流和脉冲电磁场

3、会通过电源线、仪表信号b)电磁脉冲辐射。雷电流在其通道周围的空线、电缆槽、穿线管等途径到达仪表设备，影响了仪间产生电磁场，向外辐射电磁波，耦合到控制室的表的正常工作和安全运行，如果防护不当轻则使仪计算机、仪表和现场仪器仪表以及各类金属导体表设备工作失灵，重则使仪表设备永久性损坏，严上，产生感应电压或感生电流，造成设备故障或损重时还可能造成生产事故、人员伤亡。因此，天然坏以致控制系统失灵。气集输站场自动化仪表系统的设计必须高度重视3)雷电过电压侵入。直击雷或雷电感应都可防雷设计。能使导线或金属管道产生过电压，该雷电过电压沿1天然气流量自动计量现状

4、各种金属管道、电缆槽、电缆线路可能将高电位引天然气流量自动计量是通过现场仪表取得天入仪表系统，造成干扰和破坏。然气的压力、温度、差压、天然气组分等参数，通过4)反击。防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电一定的计算方法得到标准状况下的体积流量。天流通过引下线流人接地装置，由于大地电阻的存然气自动计量组成模式有多种，该厂主要采用现场在，雷电电荷不能快速向大地释放，必然会引起智能仪表和后台工控机、PLC组合的模式，数据处局部地电位上升(可能上百千伏)。如果仪表控理由智能仪表、工控机或PLC完成，数据传送采用制系统的接地体与该点没有足够安全距离，它们RS一4

5、85总线方式，传送协议根据需要分别采用之问就会产生放电，造成反击电流，可直接击穿HART协议、ROC协议、Modbus协议。智能仪表用电器的绝缘部分，会对仪表控制系统产生干扰采用多参数仪表、单参数仪表、温度传感器等，由于乃至破坏。微电子器件采用较多，使得其受恶劣天气影响较5)其他因素对仪表的危害。由于大型设备启大，也是因雷击损害最多的仪表。停、切投等引起的电网波动，所产生的电涌过电压2雷击对仪表系统的危害形式是目前电子系统最大的威胁，其危害的程度高于自雷击从形式上可分为直击雷与感应雷击两种，然雷击的程度。雷电过电压、电涌过电压，均归于对仪表系统

6、可能产生的危害形式划分为下列几种：1)直击雷。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稿件收到日期：2013—09—17，修改稿收到日期：2014—04—16。可能损坏变送器的电子线路板。雷电流在沿仪表作者简介：周建华(197O一)，男，毕业于江汉石油学院工业自动化支架流人大地的过程中，产生强大的感应磁场，能仪表专业，现就职于中原油田分公司天然气产销厂，主要从事天然通过信号传输线路耦合到控制室电子设备内，损坏气自动计量维护工作，任工程师。74石油化工自动化第5O卷瞬态过电压(瞬态电涌电流)的范畴之内。4．1接闪3

7、RS一485总线接口的抗雷击技术直击雷的防护主要由建筑物的防雷装置实现，在自动化领域，支持多节点、远距离、成本低和现场仪表系统的防雷，应和周围的污油罐等设备的接收灵敏度高的RS一485总线得到了广泛的应用。防雷措施一起设计。RS一485总线采用平衡发送、差分接收的数据收发4．2均压器来驱动总线，具有抑制共模干扰的能力，接收器当雷击发生时，在雷电瞬态电流所经过的路径的输入灵敏度为200mV，从而成为工业应用中数上将会产生瞬态电位升高，使该路径与周围的金属据传输的首选方式。但是在实际工程中RS一485物体之问形成瞬态电位差。如果这种瞬态的电位总线运

8、用仍然存在着很多问题，如阻抗不连续、不差超过了两者之间的绝缘耐受强度，就会导致介质支持环型或星型网络以及共模过电压等问题，影响的击穿放电，该种击穿放电