儀表及控制系統(tǒng)防雷工程
編輯：2021-06-14 16:58:12
摘要：
總結了十幾年來石油化工儀表及控制系統(tǒng)防雷工程的實踐經(jīng)驗，根據(jù)國際和國內(nèi)其他行業(yè)防雷標準的基本原則，結合《石油化工儀表系統(tǒng)防雷設計規(guī)范》的修訂，從適合中國石油化工行業(yè)儀表及控制系統(tǒng)工程實用的方面，介紹了儀表系統(tǒng)防雷工程的設計方法、防雷工程接地系統(tǒng)、電涌防護器的應用、控制室儀表系統(tǒng)的防雷、爆炸危險環(huán)境中現(xiàn)場儀表的防雷、電纜的屏蔽和敷設等設計內(nèi)容。特別介紹了網(wǎng)型接地結構，簡化了接地結構的復雜和不確定性，解決了接地系統(tǒng)的雷電流泄放和接地功效的問題，并使施工簡便易行。 山西防雷檢測
中國是雷電多發(fā)國家，石油化工工廠儀表及控制系統(tǒng)（以下簡稱儀表系統(tǒng)）的雷擊事故是流程工業(yè)工廠的重大自然災害之一。雷電頻繁發(fā)生區(qū)域的石油化工工廠幾乎每年都受到雷擊的影響，每年都有雷電造成儀表系統(tǒng)的損壞，導致裝置停工、停產(chǎn)的事件。每次因雷擊造成儀表系統(tǒng)損壞的直接經(jīng)濟損失就達幾萬到幾十萬元，造成停產(chǎn)或減產(chǎn)維修的經(jīng)濟損失多達數(shù)百萬元，有的雷擊甚至造成人員傷害。 山西避雷工程 儀表系統(tǒng)的電子化、集成化、計算機化和網(wǎng)絡化增加了對雷電的敏感性和易損性，使雷電侵入的影響增大。不但南方地區(qū)、沿海、沿江、山地等嚴重雷電危害區(qū)域的工廠的儀表系統(tǒng)經(jīng)常因雷電襲擊而損壞，就連北方雷暴日較少的一些地區(qū)的工廠也時常發(fā)生雷電損毀儀表系統(tǒng)的事件。儀表及控制系統(tǒng)的雷電防護工程（以下簡稱儀表防雷工程）是石油化工工廠重要的防災減災工程。運城防雷檢測
雷電對儀表系統(tǒng)的損壞有兩種途徑：直擊雷電流和電磁感應電流。 忻州避雷檢測
直擊雷是直接擊中建筑物、大地、設施或設備等實際物體的雷電。對儀表系統(tǒng)就是直接擊中儀表本體或信號線路的雷電。中等強度的直擊雷電流約為10～80kA。呂梁避雷檢測
電磁感應電流是線路附近區(qū)域的直擊雷電流的電磁感應在線路上產(chǎn)生的沖擊電流，也稱為雷電電涌。電涌電流強度根據(jù)實際情況而異，約為幾十到幾百安培。線路上的直擊雷電流或雷電電磁感應產(chǎn)生的電涌會沿線路向兩端流動，損壞測量儀表和信號接收儀表。朔州防雷檢測
工廠建（構）筑物的雷電防護雖然能防止建筑物內(nèi)和設備及框架下的儀表遭受直擊雷，但不能阻擋雷電電磁感應在儀表內(nèi)部和線路上產(chǎn)生的電涌。另外，建筑物雷電防護范圍之外區(qū)域的儀表及線路仍然受到直擊雷的威脅。晉中防雷檢測
由于雷擊和雷電的發(fā)生是小概率隨機事件，其物理量是不可測量的，所以不能準確、清晰地定量確定，只能采用評估的方法。陽泉防雷檢測
2.1 定量評估方法
常采用的雷電損壞經(jīng)濟風險評估的方法有兩種：當不設置雷電防護工程時，雷擊事件造成儀表系統(tǒng)損壞導致裝置生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟損失大于防雷工程投資價值時，應實施儀表防雷工程；雷擊事件造成裝置生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟損失大于可容忍經(jīng)濟損失或預計風險大于可容忍風險時，應實施儀表防雷工程，使預計風險小于可容忍風險。臨汾避雷檢測
定量評估方法比較復雜，工程上難以操作。由于雷擊事件是不確定的概率事件，所有的定量評估方法都有不確定性。不同的標準規(guī)范有不同的評估方法，各自采用了不同的簡化方法?；痉椒ㄖ皇歉鶕?jù)雷電活動程度和被保護系統(tǒng)的重要程度確定雷電防護等級，按雷電防護等級確定實施防雷工程。長治避雷檢測
石油化工儀表系統(tǒng)雷電防護等級的確定方法：控制系統(tǒng)中任1臺控制器或任1組I/O模件損壞可能造成裝置生產(chǎn)事故的可能綜合經(jīng)濟損失與被保護系統(tǒng)的重要程度參考分類見表1所列。 山西防雷工程
表1 被保護系統(tǒng)的重要程度參考分類
雷電防護等級可根據(jù)表2中被保護系統(tǒng)的重要程度分類和年平均雷暴日確定。
表2 綜合評估法雷電防護等級
裝置所在地區(qū)的年平均雷暴日數(shù)值可查詢當?shù)貧庀蟛块T的資料，但年平均雷暴日并不能反映不同季節(jié)不同時期的雷擊次數(shù)，也不能反映區(qū)域雷擊密度和雷電強度，也就不可能準確地預測或評估雷電活動程度。期待將來氣象部門能夠記錄并提供更有意義的雷電活動數(shù)據(jù)。 太原防雷工程
一級防護等級應當實施儀表防雷工程，二級防護等級也適宜實施儀表防雷工程。
在中心控制室及裝置制高點附近可以設置雷電測定裝置和雷電預測裝置，積累廠區(qū)雷電活動資料。太原防雷公司
2.2 定性評估方法
儀表防雷工程可根據(jù)下列情況之一確定，只要有一種條件成立，即應實施儀表防雷工程。 山西避雷驗收
1) 發(fā)生過危及安全生產(chǎn)的雷擊損害事件的工廠區(qū)域。
2) 根據(jù)GB 50057—2010《建筑物防雷設計規(guī)范》設置了雷電防護的建筑物，內(nèi)部裝有電子設備的，特別是連接室外信號線路的。
3) 當建設區(qū)域曾經(jīng)出現(xiàn)單日雷擊次數(shù)大于N次/d或150 kA以上雷電流強度的雷擊次數(shù)多于1次/年時；雷擊次數(shù)及雷電流強度可根據(jù)當?shù)貧庀蟛块T資料或自行測定結果確定。運城防雷檢測
4) 投資方、保險方或主管責任方可以根據(jù)主觀意愿確定是否實施儀表防雷工程(自行承擔風險、損失和責任)。這也是符合IEC標準提到的防災減災原則之一的。 晉城避雷檢測
3.1基本原理
儀表防雷的基本原理是限流、限壓、限能。設法將雷電流在到達儀表之前就大部分泄放入地，并將殘余雷電流產(chǎn)生的電壓限制在小于儀表能夠承受的范圍內(nèi)，使儀表不受雷電損害。由于雷電持續(xù)時間較短，殘余的雷電流不會對信號造成有效干擾。山西避雷塔
3.2設計原則
儀表防雷工程的設計應根據(jù)防護目標的具體情況，確定合適的防護范圍，采用綜合的防護方法，保護儀表系統(tǒng)不受雷擊損害，降低雷擊事件的風險，符合防災減災的投資條件，經(jīng)濟有效地防護和減少儀表系統(tǒng)雷擊事故造成的生產(chǎn)和經(jīng)濟損失。 山西避雷器
3.3工程方法
儀表防雷工程方法：設置電涌防護器，儀表系統(tǒng)接地，信號電纜的屏蔽，儀表設備的屏蔽。儀表防雷工程采取的每一種方法都是有效的，但都不能代替其他方法，若想得到良好的防護效果，就需要采取全部方法，不可片面地忽略某一種或幾種方法。 山西避雷檢測
SH/T 3164—2012《石油化工儀表系統(tǒng)防雷設計規(guī)范》根據(jù)石油化工儀表系統(tǒng)和工程建設的特點，制定了行之有效的儀表防雷工程方法，簡化了一些不確定的概念和難以實施的方法。例如：沒有用到雷電防護區(qū)的概念和某些不切實際的防雷方法。
