2天然氣場站雷電防護措施

　　一個完善的防雷工程應(yīng)包括：① 外部防雷裝置（接閃器、引下線和接地裝置） 承接 50%以上的雷電流并將其泄入大地；② 采用等電位連結(jié)、屏蔽、防閃絡(luò)技術(shù)和裝置，阻塞雷電波沿金屬導(dǎo)線和空間電 磁場入侵的途徑；③ 電涌保護，利用某些元件的非 線性特性，組成電涌保護器（SPD）并將其連結(jié)在配電 和信號線路中，將累計產(chǎn)生的過電壓和過電流通過 SPD 泄入大地。這 3 個系統(tǒng)缺一不可。下面以儀表控 制系統(tǒng)為例進行介紹。

　　治理侵入儀表控制系統(tǒng)雷電危害的措施主要包括接閃、分流、均壓、接地和屏蔽等。這些措施必須綜合運用，才能真正達到儀表系統(tǒng)的防雷。

　　2. 1 接閃

　　直接雷擊的防護主要由建筑物的防雷裝置實現(xiàn)，現(xiàn)場儀表系統(tǒng)的防雷，應(yīng)和周圍輸氣設(shè)備的防雷措施一起設(shè)計。

　　2. 2 均壓

　　當雷擊發(fā)生時，在雷電瞬態(tài)電流所經(jīng)過的路徑 上將會產(chǎn)生瞬態(tài)電位升高，使該路徑與周圍的金屬 物體之間形成瞬態(tài)電位差，如果這種瞬態(tài)的電位差 超過了兩者之間的絕緣耐受強度，就會導(dǎo)致介質(zhì)的 擊穿放電，這種擊穿放電能直接損壞儀表設(shè)備，也 能產(chǎn)生電磁脈沖，干擾儀表系統(tǒng)的正常運行。為了消除雷電瞬態(tài)電流路徑與金屬物體之間的擊穿放電，可以將所有現(xiàn)場儀表的金屬外殼、構(gòu)架、生產(chǎn)裝置的金屬設(shè)備、設(shè)施、儀表控制室內(nèi)的設(shè)備、組件和元件的金屬外殼、金屬設(shè)施連接在一起，并且 與儀表控制室的防雷接地系統(tǒng)相連接，形成完善的 等電位連接。

　　2.3接地

　　目前國內(nèi)儀表系統(tǒng)接地主要有兩種措施：浮地、多點接地。

　　1） 浮地。浮地是指儀表的工作地與建筑物的接 地系統(tǒng)保持絕緣，這樣建筑物接地系統(tǒng)中的電磁干 擾就不會傳導(dǎo)到儀表系統(tǒng)中，地電位的變化對儀表系統(tǒng)也無影響。但由于儀表的外殼要進行保護接地，當雷電較強時，儀表外殼與其內(nèi)部電子電路之間可能出現(xiàn)很高的電壓，將兩者之間絕緣間隙擊穿，造成電子線路損壞。

　　2） 接地。接地是指儀表、PLC 等設(shè)備的工作接地與保護接地分開。這種接地方式的突出優(yōu)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(tǒng)，電子電路同樣會因 承受高壓而損壞。

　　由于以上兩種接地方式都不能滿足防雷電的需 要，因此，可以考慮將保護地與工作地相連接，并 且接入防雷電接地系統(tǒng)，問題就可以解決了。

　　2. 4 屏蔽

　　由于儀表系統(tǒng)大量采用半導(dǎo)體器件、集成電路 和傳遞信號電纜，由雷擊產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁脈沖可以 直接輻射到這些元器件上，也可以在電源或信號線 上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波，沿線路侵入電子設(shè)備，使 電子設(shè)備工作失靈或損壞。利用屏蔽體來阻擋或衰 減電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護措施。

　　1） 控制室屏蔽?？刂剖覂?nèi)的控制系統(tǒng)是儀表系統(tǒng)的心臟，對雷電產(chǎn)生的電磁脈沖十分敏感，需要特別注意其屏蔽問題。儀表控制室應(yīng)是封閉結(jié)構(gòu)， 將房屋墻壁中的結(jié)構(gòu)鋼筋交點處進行電氣連接，在室內(nèi)沿墻壁四周再做一圈保護接地環(huán)（接入防雷地），并做好有效的電氣連接。

　　2） 現(xiàn)場儀表屏蔽?，F(xiàn)場儀表可采用金屬的儀表 箱實現(xiàn)防雷屏蔽，儀表箱要與其它現(xiàn)場的金屬設(shè)施 實現(xiàn)等電位連接，并接入防雷接地系統(tǒng)。

　　3） 信號線和電源線屏蔽。為了防止雷電電磁脈 沖在信號或電源線路上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波，所有 的信號線及低壓電源線都應(yīng)采用有金屬屏蔽層的電 纜。就瞬態(tài)過壓防護而言，需要信號線或電源線的 屏蔽層沿線路多點接地或至少應(yīng)在線路的首、末兩 端接地。當采用多點接地后，各接地點之間的屏蔽 層沿線路之間形成回路，低頻干擾電流的電磁場可 能會有一部分透過屏蔽層，在電纜的護套回路產(chǎn)生 低頻干擾，這就要求屏蔽層沿線路只能采取單點接 地。為了防止由多點接地所產(chǎn)生的低頻干擾，可將 電纜穿入金屬管內(nèi)或采用雙屏蔽電纜，將金屬管或 雙屏蔽電纜的外屏蔽層進行多點接地，金屬管內(nèi)或 雙屏蔽電纜的內(nèi)屏蔽層可以采用一端接地。這樣既 保證安全，又有利于抑制低頻干擾。

　　2.5 分流

　　分流是防雷的有效措施。其方法就是在儀表控制系統(tǒng)的信號或通訊回路以及系統(tǒng)的供電電源部分 采用浪涌保護器 SPD，用以限制瞬態(tài)過電壓和浪涌 電流。一個 SPD 只能為回路的某部分提供保護，由 于設(shè)備回路太多，不可能在每個設(shè)備回路中都使用 SPD，而是必須有選擇地在重要回路和系統(tǒng)電源回路 中安裝 SPD 或避雷器。

　　為了達到儀表系統(tǒng)、陰保系統(tǒng)以及閥室設(shè)備的 防雷電效果，要對整個生產(chǎn)裝置根據(jù)等電位連接的 原則加以設(shè)計，從控制室、陰保系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表、 儀表信號和電源線等多方面綜合考慮，采用接閃、 分流、均壓、接地、屏蔽等多種措施，需要電氣、 建筑、自控等專業(yè)協(xié)同合作來實現(xiàn)，除了考慮系統(tǒng) 安全性以外，還要考慮投資的成本與運行的經(jīng)濟性。

　　2. 6 加強防雷電的管理

　　一是按規(guī)定設(shè)置防雷電、靜電裝置，并對其進行定期檢測檢修，保證接地完好有效，接地電阻符合要求；保證閥門、法蘭用金屬線跨接且可靠接地；法蘭連接間電阻應(yīng)小于 0.03Ω，對地電阻不得大于 100Ω；檢修拆除的跨接線一定要恢復(fù)。

　　二是提高設(shè)備的本質(zhì)安全程度，保證設(shè)備完好。要嚴把設(shè)備的采購、安裝、驗收關(guān)，確保設(shè)備 本質(zhì)安全。工藝設(shè)備要常維護保養(yǎng)、勤檢查，消除跑、冒、滴、漏；電氣設(shè)備要選用相應(yīng)的安全等級和防爆等級，在運行檢修過程中嚴禁對其進行改裝、拆除或降低等級；漏電保護、短路保護、絕緣、屏護等要隨時完好有效；檢測報警裝置要定期 定校驗。