仪表设备防雷击保护措施.pdf

第 48卷 第 1期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．48，No．1 2012年 2月 AUTOⅣA【TION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY February，2012 仪表设备的防雷击保护措施 沈锦晨 (武汉检安石化公司，武汉 430082) 摘要：简述了石油化工行业及仪表设备的相关特点；分析了典型的雷击损坏设备的过程、原理和危害性，并对雷击损坏仪表设 备的方式和渠道进行了详细说明。通过分析炼油厂的几起典型仪表设备的雷击受损事故，查找仪表设备在防雷方面普遍存在 的问题；对比几种有效的防雷措施，重点阐述了系统整体防雷方案的重要性；对现有仪表设备的防雷工作提出有效的完善和改 进措施 。 关键词 ：雷击方式 故障分析 接地系统 防雷措施 中图分类号：TP306．3 文献标志码：B 文章编号：1007—7324(2012)01—0083一o3 雷电是发生在大气层中的声、光、电物理现象， 统雷电事故亦不断增加，如差压和压力变送器、温 其能量巨大，破坏力极强。雷击事件对仪表系统的 度变送器、光纤液位变送器、气体报警器、电视监控 危害和造成的后果是严重的，在强雷击危害区域， 摄像机等，占石化系统雷击事故近90 。 石油化工仪表系统的防雷显得尤其重要。 2 雷击的危害形式 1 仪表系统防雷问题 a)直击雷。雷云放 电直接通过建筑物或地面 石化生产装置具有高温、高压连续生产的性 设备入地，强大的雷电流在瞬间产生很大的机械振 质，原料和成品大都属于易燃易爆物质。石油化工 动力和高温、高热，使物体遭到破坏。当雷电流通 工业场所分为一般工业环境和爆炸危险环境，按仪 过物体时，因为有电阻或电感存在，所以产生很大 表安装地点分为控制室内环境和室外现场环境。 的电压降和感应 电压，使绝缘破坏，产生火花，引起 安装在爆炸危险环境中的现场仪表有隔爆型、本质 燃烧、爆炸等。 安全型以及其他防爆类型。不同防爆类型的仪表， b)接地电位反击。几十甚至几百kV的高电 防雷特点及方法也有所不同。控制室 内安装的与 压沿引下线入地汇入地网中，由于瞬态高电压的冲 本质安全相关的仪表系统，防雷工程同样应考虑本 击，在接地点产生局部电位升高，在地网间出现电 质安全仪表系统的结构特点和相应的方法。石化 位差，导致反击而损坏 电器设备。地网中的电位差 仪表系统设备的弱点： 还会产生跨步电压，直接危及人的生命。 a)仪表系统设备大部分由集成电路构成，其 c)感应雷。感应雷的基本特征是在雷击发生 间隔很小。很小的过电压都会造成反击闪络。集 的区域产生电磁感应的结果，可分为静电感应和电 成电路中的电源及信号线路通常有微型支撑结构。 磁感应两种。感应雷没有直击雷那么猛烈，但它发 这些支撑结构受到电涌的冲击时，会变得过热而弯 生的几率比直击雷高得多。直击雷一次只能袭击 曲变形，使得本应该相互隔绝的线路相互接触，就 小范围目标，而由雷电造成的感应过电压可以通过 形成了内部短路，从而导致集成电路失效。 电力线、电话线等金属导体传输到很远的位置，造 b)电子系统工作电压较低，一般为3，5，12， 成很大范围的损害。 24V等。任何超出工作电压的冲击 (如雷电过电 通常情况是雷击并没有击中建筑物，建筑物内 压)，都可能导致 电子系统误动作或永久性破坏，影 的电子设备仍然被毁坏