智能蓄電池活化儀防雷控制應用分析

 

      雷電對人類的生活和生產活動造成巨大的影響。雷電威脅著人類的生命**，常使建筑、電力、電子、通信和航空、航天等諸多部門遭受嚴重破壞。隨著高新技術的迅猛發展，由雷擊引起的災害事故正呈現出上升趨勢。近年來，石油化工企業的規模、數量不斷擴大、增加，儀表系統向網絡化、智能化方向迅猛發展，而儀表設備普遍存在絕緣強度低、過電壓和過電流耐受能力差、對電磁干擾敏感等弱點，一旦儀表設備受到直接雷擊或其附近區域發生雷通測儀器擊，雷電過電壓、過電流和脈沖電磁場會通過供電線、儀表信號線、電纜匯線槽、穿線管等途徑到達儀表設備，威脅儀表設備的正常工作和**運行。如果防護不當，輕則使儀表設備工作失靈，重則使儀表設備長久性損壞，嚴重時還可能造**員傷亡、生產事故。

 

      因此，現代石油化工儀表系統的設計必須高度重視防雷的設計。

 

二、石油化工儀表系統防雷的回顧

 

      國內目前在設計石油化工儀表系統時，基本上沒有考慮防雷問題，但國外在這方面已經有了近20 年的研究和使用經驗。國內一些石油化工廠常常因為遭受雷擊，使控制系統癱瘓，造成裝置停車，經濟損失巨大。于是，采取了一些補救的防雷措施，主要是采取分流法，就是在儀表系統的信號或通訊回路以及系統的供電電源部分采用浪涌保護器SPD（Surge ProtecTIveDevice），用以限制瞬態過通測儀器電壓和分走浪涌電流。但一個SPD 只能為回路的某部分提供保護；例如，一個安裝在DCS 控制室的SPD只能對DCS的卡件通道提供保護；一個安裝在現場變送器輸出的SPD只能對變送器提供保護。如果所有的I/O通道都裝SPD，成本將大幅度上升；再則，如果每個回路都增加兩個SPD的話，由于SPD本身也會出現故障（在生產實踐中已證明了這一點），儀表系統的故障率將會大大增加。

 

      因此，國內某些石油化工廠也只能在一些相對重要的場合部分地使用SPD，保護也只局限于現場儀表或控制室DCS、PLC 等，沒有真正實現儀表系統的整體防雷。

智能蓄電池活化儀防雷控制應用分析

 

      雷擊從形式上可分為直接雷擊與感應雷擊兩種，對儀表系統可能產生的危害形式劃分為下列幾種：

 

1. 直接雷擊

 

      雷電直接擊中現場儀表設備或與之連接的管路，通常會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程中，產生強大的感應磁場，能通過信號傳輸線路耦合到控制室DCS 等電子設備內，損壞DCS 等電子設備。

 

2. 感應雷擊

 

     （1）靜電感應。當雷云來臨時，地面物體，尤其是導體聚積大量電荷產生放電，放電電流若進入現場儀表和用電設備，造成設備損壞。

 

     （2）電磁脈沖輻射。雷電流在其通道周圍的空間產生電磁場，向外輻通測儀器射電磁波，耦合到控制室的計算機、儀表和現場儀器儀表，以及各類金屬導體上，產生感應電動勢或感生電流，造成設備故障，損壞以致控制系統失靈。

 

3. 雷電過電壓侵入

 

      直接擊雷或雷電感應都可能使導線或金屬管道產生過電壓，此雷電過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，造成干擾和破壞。

 

4. 反擊

 

      防雷裝置接閃時，強大的瞬間雷電流通過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，必然會引起局部地電位上升（可能上百千伏），如果儀表控制系統的接地體與該點沒有足夠**距離，它們之間就會產生放電，造成反擊電流，可直接擊穿用電器的絕緣部分，會對儀表控制系統產生干擾乃至破壞。