石油化工仪表系统的防雷的设计

2017-09-04 温州创捷防雷电器有限公司 49

1、前 言

最近几年来,煤油化工企业的范围、数量一向扩充、添加,仪表系统向网络化、智能化偏向迅猛发展,而仪表设备宽泛存在绝缘强度低、过电压和过电流耐受手段差、对电磁搅扰敏感等瑕玷,一旦仪表设备遭到直接雷击或其四处地域产生雷击,雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、仪表信号线、电缆汇线槽、穿线管等路子达到仪表设备,威胁仪表设备的失常任务和恬适运转。

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若是防护不当,轻则使仪表设备任务失灵,重则使仪表设备永恒性毁坏,严重时还也许形成人员伤亡、出产事务。

是以,当代煤油化工仪表系统的方案必须高度珍重防雷的方案。

2、煤油化工仪表系统防雷的回顾回头

国际现在在方案煤油化工仪表系统时,根本上没有思索防雷题目,但国外在这方面曾经有了近20 年的研讨和应用教训。国际一些煤油化工厂经常因为遭遇雷击,使掌握系统瘫痪,形成装配停车,经济损失伟大。因而,采用了一些搭救的防雷办法,次如果采用分流法,等于在仪表系统的信号或通讯回路以及系统的供电电源部分采用防雷器SPD(Surge ProtectiveDevice),用以限定瞬态过电压和分走电涌电流。但一个SPD 只能为回路的某部分供给保护;譬喻,一个安装在DCS 掌握室的SPD只能对DCS的卡件通道供给保护;一个安装在现场变送器输出的SPD只能对变送器供给保护。若是悉数的I/O通道都装SPD,本钱将大幅度回升;再则,若是每个回路都添加两个SPD的话,因为SPD本人也会显现阻拦(在出产事实中已证理解这一点),仪表系统的阻拦率将会大大添加。

是以,国际某些煤油化工厂也只能在一些绝对重要的场合部分地应用SPD,保护也只局限于现场仪表或掌握室DCS、PLC 等,没有真正完成仪表系统的全体防雷。

3、雷击对仪表系统的危险模式

雷击从模式上可分为直接雷击与认为雷击两种,对仪表系统也许产生的危险模式划分为以下几种:

1. 直接雷击

雷电直接击中现场仪表设备或与之衔接的管路,通常会毁坏仪表的传感器模件并且也许毁坏变送器的电子路线板。雷电流在沿仪表支架流入大地的历程中,产生壮大的认为磁场,能通过信号传输路线耦合到掌握室DCS 等电子设备内,毁坏DCS 等电子设备。

2. 认为雷击

(1)静电认为。当雷云莅姑且,空中物体,特别是导体网络大量电荷产生放电,放电电流若进入现场仪表和用电设备,形成设备毁坏。

(2)电磁脉冲辐射。雷电流在其通道周围的空间产生电磁场,向外辐射电磁波,耦合到掌握室的打算机、仪表和现场仪器仪表,以及各类金属导体上,产生认为电动势或感生电流,形成设备阻拦,毁坏以至掌握系统失灵。

3. 雷电过电压侵入

直接击雷或雷电认为都也许使导线或金属管道产生过电压,此雷电过电压沿各类金属管道、电缆槽、电缆路线就也许将高电位引入仪表系统,形成搅扰和破碎摧毁。

4. 还击

防雷装配接闪时,壮大的瞬间雷电疏通过引下线流入接地装配,因为大地电阻的存在,雷电电荷不能快速向大地泄放,必然会诱发部分地电位回升(也许上百千伏),若是仪表掌握系统的接地体与该点没有完善恬适距离,它们之间就会产生放电,形成还击电流,可直接击穿用电器的绝缘部分,会对仪表掌握系统产生搅扰导致破碎摧毁。

4、仪表系统防雷的重要办法

对付侵入仪表系统雷害的治理的办法是多方面的,重要蕴含接闪、分流、均压、接地和樊篱等。这些办法必须综合应用,才气真正达到仪表系统的防雷。现在煤油化工仪表系统所采用的防雷办法以下:

1. 接闪

直接雷击的防护重要由建筑物的防雷装配完成,现场仪表系统的防雷,应和周围的储油罐等设备的防雷办法一路方案。

2. 均压

当雷击产生时,在雷电瞬态电流所经过的路子大将会产生瞬态电位下降,使该路子与周围的金属物体之间组成瞬态电位差,若是这类瞬态的电位差超过了两者之间的绝缘耐受强度,就会招致介质的击穿放电,这类击穿放电能直接毁坏仪表设备,也能产生电磁脉冲,搅扰仪表系统的失常运转。为了解除雷电瞬态电流路子与金属物体之间的击穿放电,能够将悉数现场仪表的悉数金属外壳、构架、出产装配的金属设备、举措措施、仪表掌握室内的设备、组件和元件的金属外壳、金属举措措施衔接在一路,并且与仪表掌握室的防雷接地系统相衔接,组成完满的等电位衔接。

3. 接地

现在国际煤油化工仪表系统的接地重要有两种办法:浮地、多点接地。

(1)浮地是指仪表的任务地与建筑物的接地系统摒弃绝缘,这样建筑物接地系统中的电磁搅扰就不会传导到仪表系统中,地电位的变化对仪表系统也无影响。但因为仪表的外壳要举办保护接地,当雷电较强时,仪表外壳与其外部电子电路之间也许显现很高的电压,将两者之间绝缘间隙击穿,形成电子路线毁坏。

(2)接地是指仪表、DCS、PLC 等设备的任务接地与保护接地分隔,这类接处所式的突出益处是能够就近接地,接地线的寄生电感小。可是若是较强的雷电波通过保护地进入系统,电子电路一样会因经受高压而毁坏。因为以上两种接处所式都不能惬心防雷的需求,是以,能够思索将保护地与任务地相衔接,并且接入防雷接地系统,题目便能够处置了。

4. 樊篱

煤油化工仪表系统大量采用半导体器件、集成电路和传递信号的电缆,由雷击产生的瞬态电磁脉冲能够直接辐射到这些元器件上,也能够在电源或信号线上认为出瞬态过电压波,沿路线侵入电子设备,使电子设备任务失灵或毁坏。把持樊篱体来拥戴或衰减电磁脉冲的能量撒播是一种无效的防护办法。仪表系统的防雷樊篱重要蕴含三个方面:掌握室樊篱、现场仪表樊篱、信号线和电源线樊篱。

(1)掌握室樊篱

掌握室内的掌握系统是仪表系统的心脏,对雷电产生的电磁脉冲十分敏感,需求分外属意其樊篱题目。仪表掌握室应是无窗的关闭布局,将屋宇墙壁中的布局钢筋交点处电气衔接,并与金属门框焊接,组成一个带门钳口的樊篱笼,在室内沿墙壁四处再做一圈保护接地环(接入防雷地),接地环与樊篱笼举办无效的电气衔接。

(2)现场仪表樊篱

现场仪表可采用金属的仪表箱(罩)完成防雷樊篱,仪表箱(罩)要与其他现场的金属举措措施完成等电位衔接,并接入防雷接地系统。

(3)信号线和电源线樊篱

为了胁制雷电电磁脉冲在信号或电源路线上认为出瞬态过电压波,悉数的信号线及低压电源线都应采用有金属樊篱层的电缆。就瞬态过压防护而言,需求信号线或电源线的樊篱层沿路线多点接地或最多应在路线的首、末两端接地。当采用多点接地后,各接所在之间的樊篱层沿路线之间组成回路,低频搅扰电流的电磁场也许会有一部分透过樊篱层,在电缆的芯-护套回路产生低频搅扰,这就要求樊篱层沿路线只能采用单点接地。为了胁制由多点接地所产生的低频搅扰,可将电缆穿入金属管内或采用双樊篱电缆,将金属管或双樊篱电缆的外樊篱层采用多点接地,金属管内或双樊篱电缆的内樊篱层能够采用一端接地,这样既担保恬适,又无利于抑制低频搅扰。

5. 分流

分流是防雷的无效办法,因为仪表回路太多,不也许在每个仪表回路中都应用SPD,必须有决定地在重要回路和系统电源回路中安装SPD 或避雷器。

5、总 述

为了达到煤油化工仪表系统的防雷,要对全体出产装配按照等电位衔接的原则加以方案,从掌握室、现场仪表、仪表信号和电源线等多方面综合思索,采用接闪、分流、均压、接地、樊篱等多种办法,需求电气、建筑、自控等业余协同互助来完成,除了思索系统恬适性以外,还要思索投资的本钱、运转的经济性。

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