天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷接地分析與探討

文科 蔣彬

【摘要】天然氣裝置區(qū)通常都會有自動化水平高、數(shù)字化程度高、開發(fā)建設(shè)起點高的特點，多會采用完善的自動控制系統(tǒng)及儀表系統(tǒng)來進(jìn)行控制與監(jiān)視。在這種情況下，對天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷接地情況進(jìn)行分析與探討就顯得尤為必要。本文探討了天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷現(xiàn)狀，并提出了相應(yīng)的建議，具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】天然氣裝置區(qū)；儀表；自控系統(tǒng)；防雷接地

1.引言

雷電是自然界的一種常見的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，它會在很短的時間內(nèi)釋放出極高的電流與電壓，雖然作用時間很短，但是造成的危害程度卻很大，尤其是會嚴(yán)重破壞各類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)、建筑物等。天然氣裝置區(qū)通常都會有自動化水平高、數(shù)字化程度高、開發(fā)建設(shè)起點高的特點，多會采用完善的自動控制系統(tǒng)及儀表系統(tǒng)來進(jìn)行控制與監(jiān)視。在這種情況下，對天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷接地情況進(jìn)行分析與探討就顯得尤為必要。

2.天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷工作方法

雖然雷擊現(xiàn)象不常發(fā)生，但為了安全起見，務(wù)必要做好天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)的各項防雷電工作，避免造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷工作方法包括現(xiàn)場儀表設(shè)備防雷、等電位連接、防涌浪保護(hù)器的設(shè)置、信號電纜屏蔽與敷設(shè)、接地系統(tǒng)。

2.1現(xiàn)場儀表設(shè)備防雷?，F(xiàn)場儀表的外殼應(yīng)該盡量選用金屬外殼，且全封閉式；對于實在不能選用金屬外殼的儀表，那么應(yīng)將其安裝在儀表箱內(nèi)。防浪涌設(shè)備端子應(yīng)與儀表外殼的接地端相互連接，接地金屬應(yīng)與現(xiàn)場儀表的接線箱、控制柜、外殼等相互連接。若現(xiàn)場儀表的安裝位置偏高或者不好掌握，可將其安裝在全封閉鋼板的儀表箱內(nèi)，再作接地處理。

2.2接閃。接閃裝置多安裝在天然氣裝置區(qū)的外部，可釋放大部分雷電電流，接閃裝置包括接地裝置、引下線、接閃器。

2.3接地系統(tǒng)。在直擊雷和感應(yīng)雷產(chǎn)生電流時，接地系統(tǒng)可將電流完全釋放。當(dāng)接地系統(tǒng)采用機(jī)械連接時，為了確保其壓接良好、可靠，應(yīng)該采用壓接片壓接、螺栓緊固壓接等方式實現(xiàn)；當(dāng)接地系統(tǒng)采用焊接連接時，那么應(yīng)該行相應(yīng)的防腐措施以避免焊接處松動。值得注意的是，接地系統(tǒng)若采用熱鍍鋅扁鐵來構(gòu)建，那么儀表系統(tǒng)的外殼、金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)用導(dǎo)線連接或者直接連接的方式來進(jìn)行等電位連接。

2.4等電位連接。當(dāng)出現(xiàn)了雷擊現(xiàn)象，就會有瞬間電壓升高出現(xiàn)在雷電經(jīng)過的路徑上，這種瞬間電壓很有可能會出現(xiàn)電磁脈沖，對儀表系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成較大的干擾，同時，還有可能將儀表設(shè)備內(nèi)部的絕緣體擊穿。等電位連接是指將天然氣裝置區(qū)內(nèi)的各種儀表控制室設(shè)備、中間接線箱、金屬設(shè)備設(shè)施、現(xiàn)場儀表金屬外殼、建筑物電氣裝置等連接在一起，一起集中接入到接地網(wǎng)，以此來均壓，并且還能夠讓各裝置、設(shè)備之間的電位差大幅度降低。

2.5浪涌保護(hù)器的設(shè)置。浪涌保護(hù)器是一種電氣裝置，能夠為各種通訊線路、儀器儀表、電子設(shè)備提供安全防護(hù)，也被稱為防浪涌端子。當(dāng)由于干擾的作用而使信號回路突然出現(xiàn)尖峰電壓或者尖峰電流時，浪涌保護(hù)器可以在很短的時間內(nèi)將這些電壓或者電流進(jìn)行分流，從而防止回路中其他設(shè)備受到浪涌的損害。通常而言，應(yīng)在金屬導(dǎo)軌上安裝浪涌防護(hù)器，浪涌防護(hù)器的接地匯流條選用金屬導(dǎo)軌是一種較佳的連接方式，能夠讓其接地變得可靠、簡單，也便于合理安裝浪涌防護(hù)器。

2.6信號線纜的敷設(shè)與屏蔽。（1）信號線纜的敷設(shè)。應(yīng)采用銷裝電纜作為埋地電纜，在橋架上的電纜槽盒內(nèi)敷設(shè)架空電纜。與其他常用材料相比，鋼鐵材質(zhì)防護(hù)電磁場的效能要好很多，所以，全封閉鋼板結(jié)構(gòu)適用于儀表電纜槽，與此同時，全部的金屬部件應(yīng)全程接地。（2）電纜接地方式。銷裝屏蔽電纜的銷裝層需要在首、末兩端接地，或者多點接地。當(dāng)銷裝層多點接地時，有可能會出現(xiàn)一部分低頻干擾電流的電磁場干擾信號，為了避免出現(xiàn)這種情況，電纜的內(nèi)屏蔽層應(yīng)一端接地，外銷裝層應(yīng)多點接地。這樣一來，既有利于對低頻干擾情況進(jìn)行干擾，又有利于確保安全。（3）電纜的屏蔽。動力電纜、通信電纜、信號電纜等室外敷設(shè)的電纜，敷設(shè)方式應(yīng)采用封閉金屬電纜槽或者屏蔽電纜全程穿鋼管的方式。若采用雙層屏蔽電纜（兩層之間互相絕緣）或者金屬銷裝屏蔽電纜時，可全封閉金屬電纜槽或者不用穿鋼管。

3.天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷現(xiàn)狀與建議

3.1天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷工作現(xiàn)狀。天然氣裝置區(qū)已經(jīng)基于《中華人民共和國防雷接地規(guī)范》對儀表自控系統(tǒng)從屏蔽、接地、接閃、均壓、分流等方面加強(qiáng)了防雷工作。天然氣裝置區(qū)內(nèi)的信號電纜、現(xiàn)場儀表、配電箱、中間接線箱都作了屏蔽；天然氣裝置區(qū)內(nèi)的控制系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表、建筑單體、電氣裝置、設(shè)備設(shè)施都以等電位的方式接入到了接地網(wǎng)，以此來實現(xiàn)均壓瞬間電壓的效果；接地網(wǎng)在天然氣裝置區(qū)內(nèi)全面設(shè)置，以此來釋放雷電流。此外，還將避雷針安裝在天然氣裝置區(qū)的高桿燈上，這樣能夠有效地引導(dǎo)雷電，將其泄放至大地。

3.2幾點建議。3.2.1電纜屏蔽方式。要根據(jù)現(xiàn)場儀表設(shè)備防雷、等電位連接、防涌浪保護(hù)器的設(shè)置、信號電纜屏蔽與敷設(shè)、接地系統(tǒng)等電纜屏蔽方式來完善天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)電纜的屏蔽工作。由于天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)所使用的信號電纜為銷裝屏蔽電纜，需要將機(jī)柜內(nèi)的接地排與控制室端相互連接，將接地線與現(xiàn)場端在中間接線箱內(nèi)連接，將電纜內(nèi)層屏蔽層單端接地。3.2.2地磅增加接地系統(tǒng)。由于接地系統(tǒng)沒有將天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)的地磅包含在內(nèi)，雷雨天氣下就有可能會損壞稱重傳感器、視頻監(jiān)控器、刷卡器，對裝卸車的稱量工作造成較大的影響。針對這種情況，為了防止損壞地磅系統(tǒng)，要努力完善地磅的接地工作，以便能夠在短時間內(nèi)將雷電電流引入大地。3.2.3需謹(jǐn)慎設(shè)置避雷針。避雷針的作用在于避免直擊雷的電流，若避雷針的安裝高度過高，或者安裝設(shè)置不當(dāng)，反而會適得其反，甚至還會引雷電，因此，需謹(jǐn)慎設(shè)置避雷針，不應(yīng)單獨(dú)設(shè)立避雷針。3.2.4加強(qiáng)學(xué)習(xí)防雷電相關(guān)業(yè)務(wù)知識。為了進(jìn)一步規(guī)范天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)的防雷接地工作，提高業(yè)務(wù)人員知識水平，確保防雷業(yè)務(wù)的正常開展，要定期組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)防雷業(yè)務(wù)規(guī)范和防雷業(yè)務(wù)知識，重點學(xué)習(xí)了防雷工程施工要求、工程驗收規(guī)范等。

4.結(jié)語

總之，天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)防雷接地較為復(fù)雜、繁瑣，涉及到的專業(yè)知識較多，應(yīng)該基于自動控制系統(tǒng)及儀表設(shè)備的特點，依照現(xiàn)場儀表設(shè)備防雷、等電位連接、防涌浪保護(hù)器的設(shè)置、信號電纜屏蔽與敷設(shè)、接地系統(tǒng)等方法來切實做好防雷接地工作，確保天然氣裝置區(qū)儀表自控系統(tǒng)能夠平穩(wěn)、安全、可持續(xù)性運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]費(fèi)凡.電器和控制系統(tǒng)接地技術(shù)在天然氣輸配管的應(yīng)用[J].上海煤氣，2013，17（04）：54-56.

[2]周墨.淺論電氣設(shè)計中的供電系統(tǒng)及防雷接地[J].經(jīng)營管理者，2012，16（08）：115-118.

[3]孫濤，張蓋世，紀(jì)進(jìn).全方位防雷體系在天然氣管道站場的實踐[J].電氣應(yīng)用，2011，22（13）：120-123.

作者簡介

文科（1984--），男，重慶市長壽區(qū)人，漢，本科，助理工程師，研究方向：物資采購管理、儀器儀表。