論石油化工的防雷體系

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儀表系統接地類型與防雷之間的關系

一般來說，保護接地電阻應不大于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。本質安全系統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，因此無需系統接地線路。從電氣接線上，齊納式安全柵的本質安全系統接地與儀表信號回路接地是分不開的，是電氣系統接地。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采取多種措施，除盡量避免產生靜電外，及時泄放靜電是有效手段之一。很多相應的規范、資料規定防靜電接地應與其它接地系統共用接地裝置。當設置有單獨的防雷系統時，接地電阻不應大于1Ω。國家標準GB50057《建筑物防雷設計規范》規定：“從防雷觀點出發，較好是設共用接地裝置，它適合供所有接地之用（例如：防雷、低壓電力系統、電訊系統。”在《石油化工儀表接地設計規范》一書也提到：根據接地工作原理和相關的國家標準、國際標準，規定了儀表及控制系統的工作接地、保護接地、防雷接地應共用一組接地裝置。本質安全儀表系統接地不應是單獨的接地系統，應與電氣系統接地合一。盡管如此，在接地系統的施工規范中提到：雖然工作接地和保護接地最終是連接在一起的，但這兩類接地應分別連接匯總，不許混接（見圖2。

石油化工企業儀表設備防雷保護的基本原則和措施

石油化企業儀表系統所采取的防雷措施應主要從以下幾個方面來考慮：應根據儀表自控系統控制室及現場工藝裝置的結構形式等各種相關因素，綜合全面地考慮防雷措施。例如現場儀表自控系統的防雷，應和周圍的工藝裝置等防雷措施一起設計，并根據實際情況考慮采用的接閃器類別（避雷針、避雷帶或避雷網。為防止瞬態電流流經導體與其周圍金屬物體之間的反擊放電，導致儀器儀表設備的損壞，干擾儀表自控系統的正常運行，應當將穿越防雷保護區的儀表自控系統控制室的地面墻面、儀器儀表、設備管線、工藝裝置等進行等電位連接，并且與儀表自控系統控制室的防雷接地系統相連接，以形成比較完善的等電位連接。接地是雷電防護措施中的重要程序，要全面考慮各種因素，使接地系統能夠保證電勢陡度最小，盡可能達到均衡電位的效果。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設備外殼保護接地，儀表或DCS設備外殼與其內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，可以將保護接地與工作接地連接起來，并接入全廠防雷接地系統。目前國內石油化工儀表系統的接地主要有兩種措施：浮地、多點接地。如果通信系統的“工作地”、“保護地”和“防雷地”是分別安裝，互不連接，自成系統，稱作“分設接地系統”。這種接地方式的突出優點是可以就近接地，接地線的寄生電感小。但是如果較強的雷電波通過保護地進入系統，電子電路同樣會因承受高壓而損壞。如果三者合并設在一起，形成一個統一接地系統，則稱為“合設接地系統”。合設接地系統消除了不同接地點可能存在的電位差，在發生雷擊時，可以較好地抑制不同接地點之間發生的放電現象。由于化工儀表自動化控制系統采用大量的半導體元器件、集成電路以及電力、信號傳輸電纜，因此對現場儀器儀表及控制室的屏蔽，不僅要考慮直接雷擊的危害，還應考慮雷擊所產生的電磁脈沖輻射的影響。雷擊產生的瞬態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出瞬態過電壓波，沿電纜回路侵入儀器儀表設備，從而對儀器儀表設備造成破壞。通過使用屏蔽體進行衰減或阻擋電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護措施。儀表自動化控制系統的防雷屏蔽主要包括以下3個方面。1現場儀表屏蔽現場儀表采用金屬材質的儀表保護箱實現防雷屏蔽，儀表保護箱接入全廠防雷接地系統。2控制室屏蔽儀表自動化控制系統的控制室對雷電所產生的電磁脈沖具有較強的敏感度。因此，應對儀表控制室墻壁中的鋼筋結構交點進行電氣連接，構成屏蔽籠，并且在室內四周沿墻壁再做一圈保護接地環，同時接地環與屏蔽籠應進行有效的電氣連接，最后接入全廠防雷接地系統。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出瞬態過電壓，所有的供電回路及信號回路都應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套間產生低頻干擾，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采用雙屏蔽電纜，其內屏蔽層可以采用單點接地，外屏蔽層可以采用多點接地。由于發生接閃時，雷電流主要通過分流和感應兩種方式釋放，因此通過設置合理數量的防雷引下線，使分流后的雷電流變小，從而將發生雷電反擊和感應的影響范圍降至最低。

在石油化工企業今后的裝置儀表施工工作中，各施工和驗收單位應嚴格按照《儀表施工驗收規范》的標準去執行和驗收，保障各個環節的高質量運行，增強整個儀表系統的導體導電功效，以減少雷擊傷害發生的可能。為企業的安穩生產保駕護航！

本文作者：孫培剛工作單位：中石化武漢分公司