論石油化工的防雷體系

時間:2022-07-07 10:53:46

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論石油化工的防雷體系

儀表系統(tǒng)接地類型與防雷之間的關(guān)系

一般來說,保護(hù)接地電阻應(yīng)不大于4歐姆。不同形式的儀表,其工作接地連接方式是不一樣的。例如:電三型儀表是典型的公共接地儀表。本質(zhì)安全系統(tǒng)接地通常討論的是齊納式安全柵接地。(隔離式安全柵由于采用了三方隔離方式,因此無需系統(tǒng)接地線路。從電氣接線上,齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)接地與儀表信號回路接地是分不開的,是電氣系統(tǒng)接地。靜電放電的特點是高電壓、小電流、時間短。抑制或消除靜電放電應(yīng)采取多種措施,除盡量避免產(chǎn)生靜電外,及時泄放靜電是有效手段之一。很多相應(yīng)的規(guī)范、資料規(guī)定防靜電接地應(yīng)與其它接地系統(tǒng)共用接地裝置。當(dāng)設(shè)置有單獨的防雷系統(tǒng)時,接地電阻不應(yīng)大于1Ω。國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:“從防雷觀點出發(fā),較好是設(shè)共用接地裝置,它適合供所有接地之用(例如:防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)?!痹凇?a href="http://www.jrctt.com/lunwen/gylw/huagongjishulunwen/201307/553647.html" target="_blank">石油化工儀表接地設(shè)計規(guī)范》一書也提到:根據(jù)接地工作原理和相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了儀表及控制系統(tǒng)的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地應(yīng)共用一組接地裝置。本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)接地不應(yīng)是單獨的接地系統(tǒng),應(yīng)與電氣系統(tǒng)接地合一。盡管如此,在接地系統(tǒng)的施工規(guī)范中提到:雖然工作接地和保護(hù)接地最終是連接在一起的,但這兩類接地應(yīng)分別連接匯總,不許混接(見圖2。

石油化工企業(yè)儀表設(shè)備防雷保護(hù)的基本原則和措施

石油化企業(yè)儀表系統(tǒng)所采取的防雷措施應(yīng)主要從以下幾個方面來考慮:應(yīng)根據(jù)儀表自控系統(tǒng)控制室及現(xiàn)場工藝裝置的結(jié)構(gòu)形式等各種相關(guān)因素,綜合全面地考慮防雷措施。例如現(xiàn)場儀表自控系統(tǒng)的防雷,應(yīng)和周圍的工藝裝置等防雷措施一起設(shè)計,并根據(jù)實際情況考慮采用的接閃器類別(避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。為防止瞬態(tài)電流流經(jīng)導(dǎo)體與其周圍金屬物體之間的反擊放電,導(dǎo)致儀器儀表設(shè)備的損壞,干擾儀表自控系統(tǒng)的正常運行,應(yīng)當(dāng)將穿越防雷保護(hù)區(qū)的儀表自控系統(tǒng)控制室的地面墻面、儀器儀表、設(shè)備管線、工藝裝置等進(jìn)行等電位連接,并且與儀表自控系統(tǒng)控制室的防雷接地系統(tǒng)相連接,以形成比較完善的等電位連接。接地是雷電防護(hù)措施中的重要程序,要全面考慮各種因素,使接地系統(tǒng)能夠保證電勢陡度最小,盡可能達(dá)到均衡電位的效果。對于浮地、多點接地等防雷接地措施,如遇較強雷擊時,由于儀表或DCS設(shè)備外殼保護(hù)接地,儀表或DCS設(shè)備外殼與其內(nèi)部電路之間將會形成較高的電位差,將兩者的絕緣間隙擊穿,對電路造成破壞。因此,可以將保護(hù)接地與工作接地連接起來,并接入全廠防雷接地系統(tǒng)。目前國內(nèi)石油化工儀表系統(tǒng)的接地主要有兩種措施:浮地、多點接地。如果通信系統(tǒng)的“工作地”、“保護(hù)地”和“防雷地”是分別安裝,互不連接,自成系統(tǒng),稱作“分設(shè)接地系統(tǒng)”。這種接地方式的突出優(yōu)點是可以就近接地,接地線的寄生電感小。但是如果較強的雷電波通過保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng),電子電路同樣會因承受高壓而損壞。如果三者合并設(shè)在一起,形成一個統(tǒng)一接地系統(tǒng),則稱為“合設(shè)接地系統(tǒng)”。合設(shè)接地系統(tǒng)消除了不同接地點可能存在的電位差,在發(fā)生雷擊時,可以較好地抑制不同接地點之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。由于化工儀表自動化控制系統(tǒng)采用大量的半導(dǎo)體元器件、集成電路以及電力、信號傳輸電纜,因此對現(xiàn)場儀器儀表及控制室的屏蔽,不僅要考慮直接雷擊的危害,還應(yīng)考慮雷擊所產(chǎn)生的電磁脈沖輻射的影響。雷擊產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁脈沖可以直接輻射到這些元器件上,也可以在供電或信號電纜上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波,沿電纜回路侵入儀器儀表設(shè)備,從而對儀器儀表設(shè)備造成破壞。通過使用屏蔽體進(jìn)行衰減或阻擋電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護(hù)措施。儀表自動化控制系統(tǒng)的防雷屏蔽主要包括以下3個方面。1現(xiàn)場儀表屏蔽現(xiàn)場儀表采用金屬材質(zhì)的儀表保護(hù)箱實現(xiàn)防雷屏蔽,儀表保護(hù)箱接入全廠防雷接地系統(tǒng)。2控制室屏蔽儀表自動化控制系統(tǒng)的控制室對雷電所產(chǎn)生的電磁脈沖具有較強的敏感度。因此,應(yīng)對儀表控制室墻壁中的鋼筋結(jié)構(gòu)交點進(jìn)行電氣連接,構(gòu)成屏蔽籠,并且在室內(nèi)四周沿墻壁再做一圈保護(hù)接地環(huán),同時接地環(huán)與屏蔽籠應(yīng)進(jìn)行有效的電氣連接,最后接入全廠防雷接地系統(tǒng)。3信號回路和電源回路屏蔽為防止雷電電磁脈沖在信號回路或供電回路上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓,所有的供電回路及信號回路都應(yīng)采用具有金屬屏蔽層的電纜。同時由于屏蔽層多點接地將會在電纜的纜芯與護(hù)套間產(chǎn)生低頻干擾,因此屏蔽層沿線只能采取單點接地。為此,供電回路及信號回路應(yīng)采用雙屏蔽電纜,其內(nèi)屏蔽層可以采用單點接地,外屏蔽層可以采用多點接地。由于發(fā)生接閃時,雷電流主要通過分流和感應(yīng)兩種方式釋放,因此通過設(shè)置合理數(shù)量的防雷引下線,使分流后的雷電流變小,從而將發(fā)生雷電反擊和感應(yīng)的影響范圍降至最低。

在石油化工企業(yè)今后的裝置儀表施工工作中,各施工和驗收單位應(yīng)嚴(yán)格按照《儀表施工驗收規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行和驗收,保障各個環(huán)節(jié)的高質(zhì)量運行,增強整個儀表系統(tǒng)的導(dǎo)體導(dǎo)電功效,以減少雷擊傷害發(fā)生的可能。為企業(yè)的安穩(wěn)生產(chǎn)保駕護(hù)航!

本文作者:孫培剛工作單位:中石化武漢分公司