論石油化工的防雷體系

時(shí)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(lái)說(shuō),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(wú)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(hào)回路接地是分不開(kāi)的,是電氣系統(tǒng)接地。靜電放電的特點(diǎn)是高電壓、小電流、時(shí)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(shí)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(dú)的防雷系統(tǒng)時(shí),接地電阻不應(yīng)大于1Ω。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:“從防雷觀點(diǎn)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.eimio.cn/lunwen/gylw/huagongjishulunwen/201307/553647.html" target="_blank">石油化工儀表接地設(shè)計(jì)規(guī)范》一書也提到:根據(jù)接地工作原理和相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)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(dú)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(jiàn)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(gè)方面來(lái)考慮:應(yīng)根據(jù)儀表自控系統(tǒng)控制室及現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(jì),并根據(jù)實(shí)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(yùn)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(shì)陡度最小,盡可能達(dá)到均衡電位的效果。對(duì)于浮地、多點(diǎn)接地等防雷接地措施,如遇較強(qiáng)雷擊時(shí),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(huì)形成較高的電位差,將兩者的絕緣間隙擊穿,對(duì)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(lái),并接入全廠防雷接地系統(tǒng)。目前國(guó)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(diǎn)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(diǎn)是可以就近接地,接地線的寄生電感小。但是如果較強(qiáng)的雷電波通過(guò)保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng),電子電路同樣會(huì)因承受高壓而損壞。如果三者合并設(shè)在一起,形成一個(gè)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(diǎn)可能存在的電位差,在發(fā)生雷擊時(shí),可以較好地抑制不同接地點(diǎn)之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。由于化工儀表自動(dòng)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(hào)傳輸電纜,因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(hào)電纜上感應(yīng)出瞬態(tài)過(guò)電壓波,沿電纜回路侵入儀器儀表設(shè)備,從而對(duì)儀器儀表設(shè)備造成破壞。通過(guò)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(dòng)化控制系統(tǒng)的防雷屏蔽主要包括以下3個(gè)方面。1現(xiàn)場(chǎng)儀表屏蔽現(xiàn)場(chǎng)儀表采用金屬材質(zhì)的儀表保護(hù)箱實(shí)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(dòng)化控制系統(tǒng)的控制室對(duì)雷電所產(chǎn)生的電磁脈沖具有較強(qiáng)的敏感度。因此,應(yīng)對(duì)儀表控制室墻壁中的鋼筋結(jié)構(gòu)交點(diǎn)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(shí)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(hào)回路和電源回路屏蔽為防止雷電電磁脈沖在信號(hào)回路或供電回路上感應(yīng)出瞬態(tài)過(guò)電壓,所有的供電回路及信號(hào)回路都應(yīng)采用具有金屬屏蔽層的電纜。同時(shí)由于屏蔽層多點(diǎn)接地將會(huì)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(diǎn)接地。為此,供電回路及信號(hào)回路應(yīng)采用雙屏蔽電纜,其內(nèi)屏蔽層可以采用單點(diǎn)接地,外屏蔽層可以采用多點(diǎn)接地。由于發(fā)生接閃時(shí),雷電流主要通過(guò)分流和感應(yīng)兩種方式釋放,因此通過(guò)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(yàn)收單位應(yīng)嚴(yán)格按照《儀表施工驗(yàn)收規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行和驗(yàn)收,保障各個(gè)環(huán)節(jié)的高質(zhì)量運(yùn)行,增強(qiáng)整個(gè)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