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摘 要:仪表系统在化工生产中具有十分重要的作用,现代化工产品的生产已经离不开自动化仪表系统,仪表系统在化工生产中主要起到检测、控制执行等作用,对化工生产的自动化和产业化具有十分重要的促进作用。仪表系统由于本身的特性,容易受到雷击的干扰和影响,做好对仪表系统的防雷击措施是十分重要而且必要的。
关键词:热控仪表 DCS系统 防雷击
雷电往往对于人类的生产和生活有着较大的影响,雷电常常使建筑、电子设备、通信设备和航天设备等受到影响,较轻的会使电子设备暂时失灵,较为严重的往往使电子设备受到雷击而报废,严重影响了工厂和企业的正常运行,做好对有关仪表的防雷击措施是十分严重而且有必要的。
一、雷击对仪表系统的危害方式
雷电不仅威胁人类的生命安全,具有很强的破坏能力。随着人类社会的快速进步,各种高科技技术的运用,特别是電子设备的应用,由雷击导致的灾害事故呈现出越来越高的发展态势。近年来,随着我国石油消耗的快速增加,石油行业中仪表的使用渐渐向智能化、网络化的方向快速发展,但是仪表设备往往由于自身的普遍原因,例如过电压能力差、对电磁干扰敏感、绝缘强度较低等,当仪表设备受到附近的雷击作用或者直接受到雷击作用,雷电的过电流、过电压和电磁场会通过仪表信号线、供电系统等方式到达仪表设备,会严重影响到仪表设备的正常运行和工作。如果防控措施不恰当,会造成仪表设备不能正常工作或者设备损坏,严重的甚至会造成生产事故,所以石油化工仪表系统的设计要高度重视防控雷击的设计。
仪表是工业生产中的眼睛,现场仪表在工业生产中往往用于对生产过程的各种系数进行测量、信号反馈,或者执行控制程序的命令,执行参数的自带调整。现场仪表往往要求具有一定的特殊功能,例如耐高温、防雷、防腐蚀、防高温、防爆等。
雷击从形式上主要有以下几种危害方式。
1.感应雷击
1.1电磁影响
当雷击电流通过其周围的空间产生电磁场向外辐射电磁波时,会耦合到控制室的计算机、仪表设备和现场的仪表设备,以及其他的导体上,进而产生感应电流或者感应电动势,电流和电磁场往往会影响到仪表设备中的电子设备,造成仪表故障不能正常工作,甚至损坏导致控制系统无法工作。
1.2静电感应
当雷电来袭的时候,地面上的导体和其他物体会聚集大量的电荷而产生放电作用,这种放电电流往往会进入到现场仪表和控制系统,造成设备报废。
2.反击
当防雷设备受到雷电作用时,强大的电流会通过引下线到达接地装置,大量的电荷由于强大的大地电阻而不能够得以释放,造成局部电动势上升,如果仪表控制系统的接地体和该点在危险距离内,仪表控制系统就会受到放电作用,产生反击电流,强大的电流会击穿仪表控制系统的绝缘部分,对仪表系统产生破坏。
二、热控仪表和DCS系统防雷击措施
热控仪表和DCS系统在使用过程中,常常容易受到雷击作用,而导致意外电压瞬间升高和浪涌的现象,从而导致电子仪表的损坏。电子仪表损坏是由于热控仪表和DCS系统中的半导体零件如二极管、集成电路、晶体管等被烧毁或者被击穿。热控仪表和DCS系统中的大部分故障都是由于受到瞬态电压和浪涌作用造成的,因此为了提高仪表系统的可靠性和安全性,要注意做好以下防控措施。
1.加强对热控仪表和DCS系统中的端口保护
热控仪表和DCS系统的外壳保护包括设备的和建筑物的外壳或者系统的外壳。内容包括屏蔽、接地和等电位连接,对屏蔽来说,对仪表系统的外壳进行防雷的措施从理论上来说是非常有效的,从实际应用中看,经济代价比较大,所以还是应该从热控仪表和DCS系统的要求选择屏蔽的方法,虽然线路屏蔽在热控仪表和DCS系统中得到了较为广泛的应用,但是对于控制系统来说还是要根据实际情况而定。仪表系统的屏蔽注意控制室屏蔽。控制室系统是所有仪表系统的心脏,对电磁脉冲十分敏感,所以要特别注意屏蔽。仪表系统控制室应该建成无窗的封闭结构,将房屋建筑中的钢筋的交点进行电气连接,并且和金属门框进行焊接构成一个屏蔽笼,在室内沿着墙壁做一圈保护地环接入防雷池,把接地环要和屏蔽笼进行电气连接。
热控仪表和DCS系统防雷要求相邻两个建筑物直觉要联通电力线,减少电缆中的电流,热控仪表和DCS系统在接地时还应该注意抗干扰性和安全性,可以通过低压避雷器使两个不同的地网连接,使其在雷击状态下可以联通;对外露导电物要建立等电位的连接网,单独的电位连接网虽然不需要直接连接到大地,但是在实际应用中等电位连接网都和大地连接起来了。
2.电源端口
对仪表系统电源的保护需要注意两点,一是前两级要用通流量大的保护器,在终端要用残压较低的保护器。对仪表系统现在经常用到SPD,在用到SPD时要注意以下几点:(1)全保护时要将所有的连接线尽可能的捆扎在一起;(2)多级SPD要注意在距离、时间和能量的配合;(3)和防雷保护器连接的引线要尽可能的短和粗。
3.信号线端口
信号端口保护主要有各种类型在保护器件,在保护器件选择时要注意除了保护仪表系统在外,还要关注保护设备的传输速率、工作电压和电流等指标。
三、结语
为了有效达到石油化工的仪表系统的防雷击效果,要注意在整个生产装置中根据等电位的原则进行设计,包括控制室、现场仪表、电源线等多方面进行思考,采用均压、分流、接闪、屏蔽等措施,这些需要综合建筑、自行控制、电气等专业合作共同完成。对仪表系统的防雷措施在生产中是十分重要的,需要引起足够的重视,使企业的生产能够正常、顺利的进行。
参考文献
[1]李彪.电气设备及其接地装置的运行维护探讨[J].内蒙古石油化工.2011(14):28-29.
[2]金海鹰.关于电源、网络及通讯系统防雷击方法的探讨[J].
黑龙江科技信息.2009(10):15-16.
[3]李汉强,刘辉,马强.现代建筑结构防雷击的常用技术[J].科技风2011(24):22-23.
[4]沈锦晨.仪表设备的防雷击保护措施[J].石油化工自动化.2012(1):16-17.
关键词:热控仪表 DCS系统 防雷击
雷电往往对于人类的生产和生活有着较大的影响,雷电常常使建筑、电子设备、通信设备和航天设备等受到影响,较轻的会使电子设备暂时失灵,较为严重的往往使电子设备受到雷击而报废,严重影响了工厂和企业的正常运行,做好对有关仪表的防雷击措施是十分严重而且有必要的。
一、雷击对仪表系统的危害方式
雷电不仅威胁人类的生命安全,具有很强的破坏能力。随着人类社会的快速进步,各种高科技技术的运用,特别是電子设备的应用,由雷击导致的灾害事故呈现出越来越高的发展态势。近年来,随着我国石油消耗的快速增加,石油行业中仪表的使用渐渐向智能化、网络化的方向快速发展,但是仪表设备往往由于自身的普遍原因,例如过电压能力差、对电磁干扰敏感、绝缘强度较低等,当仪表设备受到附近的雷击作用或者直接受到雷击作用,雷电的过电流、过电压和电磁场会通过仪表信号线、供电系统等方式到达仪表设备,会严重影响到仪表设备的正常运行和工作。如果防控措施不恰当,会造成仪表设备不能正常工作或者设备损坏,严重的甚至会造成生产事故,所以石油化工仪表系统的设计要高度重视防控雷击的设计。
仪表是工业生产中的眼睛,现场仪表在工业生产中往往用于对生产过程的各种系数进行测量、信号反馈,或者执行控制程序的命令,执行参数的自带调整。现场仪表往往要求具有一定的特殊功能,例如耐高温、防雷、防腐蚀、防高温、防爆等。
雷击从形式上主要有以下几种危害方式。
1.感应雷击
1.1电磁影响
当雷击电流通过其周围的空间产生电磁场向外辐射电磁波时,会耦合到控制室的计算机、仪表设备和现场的仪表设备,以及其他的导体上,进而产生感应电流或者感应电动势,电流和电磁场往往会影响到仪表设备中的电子设备,造成仪表故障不能正常工作,甚至损坏导致控制系统无法工作。
1.2静电感应
当雷电来袭的时候,地面上的导体和其他物体会聚集大量的电荷而产生放电作用,这种放电电流往往会进入到现场仪表和控制系统,造成设备报废。
2.反击
当防雷设备受到雷电作用时,强大的电流会通过引下线到达接地装置,大量的电荷由于强大的大地电阻而不能够得以释放,造成局部电动势上升,如果仪表控制系统的接地体和该点在危险距离内,仪表控制系统就会受到放电作用,产生反击电流,强大的电流会击穿仪表控制系统的绝缘部分,对仪表系统产生破坏。
二、热控仪表和DCS系统防雷击措施
热控仪表和DCS系统在使用过程中,常常容易受到雷击作用,而导致意外电压瞬间升高和浪涌的现象,从而导致电子仪表的损坏。电子仪表损坏是由于热控仪表和DCS系统中的半导体零件如二极管、集成电路、晶体管等被烧毁或者被击穿。热控仪表和DCS系统中的大部分故障都是由于受到瞬态电压和浪涌作用造成的,因此为了提高仪表系统的可靠性和安全性,要注意做好以下防控措施。
1.加强对热控仪表和DCS系统中的端口保护
热控仪表和DCS系统的外壳保护包括设备的和建筑物的外壳或者系统的外壳。内容包括屏蔽、接地和等电位连接,对屏蔽来说,对仪表系统的外壳进行防雷的措施从理论上来说是非常有效的,从实际应用中看,经济代价比较大,所以还是应该从热控仪表和DCS系统的要求选择屏蔽的方法,虽然线路屏蔽在热控仪表和DCS系统中得到了较为广泛的应用,但是对于控制系统来说还是要根据实际情况而定。仪表系统的屏蔽注意控制室屏蔽。控制室系统是所有仪表系统的心脏,对电磁脉冲十分敏感,所以要特别注意屏蔽。仪表系统控制室应该建成无窗的封闭结构,将房屋建筑中的钢筋的交点进行电气连接,并且和金属门框进行焊接构成一个屏蔽笼,在室内沿着墙壁做一圈保护地环接入防雷池,把接地环要和屏蔽笼进行电气连接。
热控仪表和DCS系统防雷要求相邻两个建筑物直觉要联通电力线,减少电缆中的电流,热控仪表和DCS系统在接地时还应该注意抗干扰性和安全性,可以通过低压避雷器使两个不同的地网连接,使其在雷击状态下可以联通;对外露导电物要建立等电位的连接网,单独的电位连接网虽然不需要直接连接到大地,但是在实际应用中等电位连接网都和大地连接起来了。
2.电源端口
对仪表系统电源的保护需要注意两点,一是前两级要用通流量大的保护器,在终端要用残压较低的保护器。对仪表系统现在经常用到SPD,在用到SPD时要注意以下几点:(1)全保护时要将所有的连接线尽可能的捆扎在一起;(2)多级SPD要注意在距离、时间和能量的配合;(3)和防雷保护器连接的引线要尽可能的短和粗。
3.信号线端口
信号端口保护主要有各种类型在保护器件,在保护器件选择时要注意除了保护仪表系统在外,还要关注保护设备的传输速率、工作电压和电流等指标。
三、结语
为了有效达到石油化工的仪表系统的防雷击效果,要注意在整个生产装置中根据等电位的原则进行设计,包括控制室、现场仪表、电源线等多方面进行思考,采用均压、分流、接闪、屏蔽等措施,这些需要综合建筑、自行控制、电气等专业合作共同完成。对仪表系统的防雷措施在生产中是十分重要的,需要引起足够的重视,使企业的生产能够正常、顺利的进行。
参考文献
[1]李彪.电气设备及其接地装置的运行维护探讨[J].内蒙古石油化工.2011(14):28-29.
[2]金海鹰.关于电源、网络及通讯系统防雷击方法的探讨[J].
黑龙江科技信息.2009(10):15-16.
[3]李汉强,刘辉,马强.现代建筑结构防雷击的常用技术[J].科技风2011(24):22-23.
[4]沈锦晨.仪表设备的防雷击保护措施[J].石油化工自动化.2012(1):16-17.