第42章案例和风险评估.pptxVIP

1控制系统遭雷击的案例分析和雷害的风险评估Researchanalysisandriskassessmentoflightningstrokeeventsforcontrolsystems徐义亨2012年3月

21控制系统遭雷击的典型案例

31.1某污水处理装置雷击案例（电磁感应）

雷害时间：2002年6月28日.现场情况：空旷、潮湿、有高压输电线，是明显的引雷点。该装置的DCS在厂长办公室内设立了一个监控站，从控制室到厂长办公室的通信电缆，在室外大概有6米一段长度是和建筑物的避雷带（相距仅100mm）平行敷设的。事故情况：由于避雷带中的雷电流通过电磁感应，将过电压、过电流沿着通信电缆引入系统，将两端的网卡击穿。避雷带通信电缆

4解决方法：方案一：拉开距离。将通信电缆重新敷设，保持和避雷带、引下线起码要相隔2米以上的距离。同时还应在金属走线槽的两端接地，槽与槽之间保持良好的电气连接。方案二：改用光纤通信。这当然是解决问题的一种方案，但在敷设光缆时同样也要注意光缆金属部分的防雷接地。一点思考：该装置的所有I/O信号电缆全部在0.8米以下并用金属走线槽或穿金属管埋地敷设，所以任凭雷击，所有的I/O卡都安然无恙。这就引起我们的思考-----关于信号传输线的双层屏蔽为什么能起到防雷的作用。

51.2某公司离子膜装置和硫酸装置的雷击案例（电磁感应）控制室硫酸装置离子膜装置全部电缆穿金属管埋地全部电缆用玻璃钢桥架敷设

6雷击时间：2006年夏雷击结果：硫酸装置的控制系统和现场仪表无损坏；离子膜装置损坏了许多输入/输出卡。整改措施：将离子膜装置的玻璃钢走线槽用不锈钢薄钢板包裹并隔一定距离接地。

7整改措施不锈钢板包裹走线槽接地干线

81.3某化工公司邻硝装置案例（反击）雷害时间:2004年3月17日.事故情况:遭受雷击，现场的多台变送器（包括德国的E+H液位变送器）和对应的AI卡同时被雷击坏。变送器安装支架自然接地

9事故原因：由于控制系统采用单独接地，即便变送器的电子线路在现场侧没有工作接地，而且它和变送器的外壳隔有一定间隙（或串接一个反向二极管），但变送器的外壳和金属安装支架（或与金属设备相连）形成了自然接地。当变送器附近的设备或建筑物遭雷击时，由于地电位的浮动，可以使变送器和控制系统两处的地电位差达几万、几十万伏，故通过信号电缆足以将变送器和控制系统的AI卡同时击穿，或击穿其中之一。解决方法：将变送器外壳和控制系统通过共用接地网实现等电位接地。

10雷电反击原理图变送器DCS150米几万、几十万伏地电位差地电位分布曲线引下线

111.41975年在荷兰发生的惊人案例（反击）

12雷击法拉第笼造成对‘法拉第孔’内导线的闪络电缆RL=1Ω法拉第孔100kA100kV法拉第笼

131.5某石蜡加氢装置案例分析（屏蔽不到位）雷害时间：2004年7月8日下午4点。事故情况：遭受雷击。使操作站的工控机的主板被雷击坏。事故原因：1）因为工控机所在机柜位于离大窗户和门口不到0.8米，承受着和室外一样的电磁场强度。2）而工控机的外壳没有屏蔽接地；3）遭雷击时，机柜门又半虚掩。解决方法：首先是工控机的外壳屏蔽接地。其次，将控制室建筑物内的钢筋、金属门窗等连接起来，进行格栅屏蔽。

14一点思考：该石油化工企业和石蜡加氢装置相距不到30米的催化裂化装置的DCS控制室，也为单层的独立建筑物，由于设置了防直击雷装置（避雷带），却安然无恙。可见防直击雷装置对雷击电磁脉冲（LEMP）有一定的衰减作用。所以，如控制系统所在的控制室是独立建筑物，其周围有高大建筑，如用滚球法确定高大建筑接闪器的保护范围，控制室所在的独立建筑物在该保护范围内时，虽然控制室所在的独立建筑物可以不设防直击雷装置，但考虑到防直击雷装置对雷击电磁脉冲（LEMP）有一定的衰减作用，所以该建筑物还是宜按《GB50057建筑物防雷设计规范》中规定的第三类防雷建筑物采取防直击雷措施。

151.6某石化公司沥青装置的案例分析雷害时间：2003年7月21日。

16某石化总厂沥青装置的控制室平面

17问题1：在雷电的当即，为什么CRT显示器会发生黑屏？2秒钟后为什么又自动恢复？据现场调查，在遭雷击时，控制室内的UPS没有发生停电事故，控制器和操作站的电源开关也没有断开过。显示器黑屏2秒钟后又恢复到黑屏前的显示画面，这说明操作站的主机在黑屏后也没有重新启动过（即一直处于通电状态）。因此遭成显示器黑屏的原因只能是强大的雷电电磁脉冲对阴极射线管（CRT）内的电子束产生的干扰所至