智能蓄電池活化儀防雷控制應(yīng)用分析

 

      雷電對(duì)人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)造成巨大的影響。雷電威脅著人類的生命**，常使建筑、電力、電子、通信和航空、航天等諸多部門(mén)遭受?chē)?yán)重破壞。隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，由雷擊引起的災(zāi)害事故正呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。近年來(lái)，石油化工企業(yè)的規(guī)模、數(shù)量不斷擴(kuò)大、增加，儀表系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向迅猛發(fā)展，而儀表設(shè)備普遍存在絕緣強(qiáng)度低、過(guò)電壓和過(guò)電流耐受能力差、對(duì)電磁干擾敏感等弱點(diǎn)，一旦儀表設(shè)備受到直接雷擊或其附近區(qū)域發(fā)生雷通測(cè)儀器擊，雷電過(guò)電壓、過(guò)電流和脈沖電磁場(chǎng)會(huì)通過(guò)供電線、儀表信號(hào)線、電纜匯線槽、穿線管等途徑到達(dá)儀表設(shè)備，威脅儀表設(shè)備的正常工作和**運(yùn)行。如果防護(hù)不當(dāng)，輕則使儀表設(shè)備工作失靈，重則使儀表設(shè)備長(zhǎng)久性損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能造**員傷亡、生產(chǎn)事故。

 

      因此，現(xiàn)代石油化工儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須高度重視防雷的設(shè)計(jì)。

 

二、石油化工儀表系統(tǒng)防雷的回顧

 

      國(guó)內(nèi)目前在設(shè)計(jì)石油化工儀表系統(tǒng)時(shí)，基本上沒(méi)有考慮防雷問(wèn)題，但國(guó)外在這方面已經(jīng)有了近20 年的研究和使用經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)一些石油化工廠常常因?yàn)樵馐芾讚簦箍刂葡到y(tǒng)癱瘓，造成裝置停車(chē)，經(jīng)濟(jì)損失巨大。于是，采取了一些補(bǔ)救的防雷措施，主要是采取分流法，就是在儀表系統(tǒng)的信號(hào)或通訊回路以及系統(tǒng)的供電電源部分采用浪涌保護(hù)器SPD（Surge ProtecTIveDevice），用以限制瞬態(tài)過(guò)通測(cè)儀器電壓和分走浪涌電流。但一個(gè)SPD 只能為回路的某部分提供保護(hù)；例如，一個(gè)安裝在DCS 控制室的SPD只能對(duì)DCS的卡件通道提供保護(hù)；一個(gè)安裝在現(xiàn)場(chǎng)變送器輸出的SPD只能對(duì)變送器提供保護(hù)。如果所有的I/O通道都裝SPD，成本將大幅度上升；再則，如果每個(gè)回路都增加兩個(gè)SPD的話，由于SPD本身也會(huì)出現(xiàn)故障（在生產(chǎn)實(shí)踐中已證明了這一點(diǎn)），儀表系統(tǒng)的故障率將會(huì)大大增加。

 

      因此，國(guó)內(nèi)某些石油化工廠也只能在一些相對(duì)重要的場(chǎng)合部分地使用SPD，保護(hù)也只局限于現(xiàn)場(chǎng)儀表或控制室DCS、PLC 等，沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)儀表系統(tǒng)的整體防雷。

智能蓄電池活化儀防雷控制應(yīng)用分析

 

      雷擊從形式上可分為直接雷擊與感應(yīng)雷擊兩種，對(duì)儀表系統(tǒng)可能產(chǎn)生的危害形式劃分為下列幾種：

 

1. 直接雷擊

 

      雷電直接擊中現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備或與之連接的管路，通常會(huì)損壞儀表的傳感器模件并且可能損壞變送器的電子線路板。雷電流在沿儀表支架流入大地的過(guò)程中，產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)磁場(chǎng)，能通過(guò)信號(hào)傳輸線路耦合到控制室DCS 等電子設(shè)備內(nèi)，損壞DCS 等電子設(shè)備。

 

2. 感應(yīng)雷擊

 

     （1）靜電感應(yīng)。當(dāng)雷云來(lái)臨時(shí)，地面物體，尤其是導(dǎo)體聚積大量電荷產(chǎn)生放電，放電電流若進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)儀表和用電設(shè)備，造成設(shè)備損壞。

 

     （2）電磁脈沖輻射。雷電流在其通道周?chē)目臻g產(chǎn)生電磁場(chǎng)，向外輻通測(cè)儀器射電磁波，耦合到控制室的計(jì)算機(jī)、儀表和現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表，以及各類金屬導(dǎo)體上，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電流，造成設(shè)備故障，損壞以致控制系統(tǒng)失靈。

 

3. 雷電過(guò)電壓侵入

 

      直接擊雷或雷電感應(yīng)都可能使導(dǎo)線或金屬管道產(chǎn)生過(guò)電壓，此雷電過(guò)電壓沿各種金屬管道、電纜槽、電纜線路就可能將高電位引入儀表系統(tǒng)，造成干擾和破壞。

 

4. 反擊

 

      防雷裝置接閃時(shí)，強(qiáng)大的瞬間雷電流通過(guò)引下線流入接地裝置，由于大地電阻的存在，雷電電荷不能快速向大地泄放，必然會(huì)引起局部地電位上升（可能上百千伏），如果儀表控制系統(tǒng)的接地體與該點(diǎn)沒(méi)有足夠**距離，它們之間就會(huì)產(chǎn)生放電，造成反擊電流，可直接擊穿用電器的絕緣部分，會(huì)對(duì)儀表控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾乃至破壞。