工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置的防雷設(shè)計(jì)

田建雄　馬小桐　鄧嘉麒　祁志江

【摘 要】隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置規(guī)模的不斷擴(kuò)大，所用的電氣電子設(shè)備的種類也越來(lái)越多，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置的防雷要求也不斷提高，每年都會(huì)有大量的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置內(nèi)的電氣電子設(shè)備遭到雷擊破壞，造成了巨大的損失，因此工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置內(nèi)電氣電子設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)；現(xiàn)場(chǎng)；控制；裝置；防雷

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的大量運(yùn)用，工業(yè)控制也飛速發(fā)展，大量先進(jìn)的工業(yè)控制裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、煤炭、電力、鋼鐵等行業(yè)，在工業(yè)控制裝置的運(yùn)行過(guò)程中，雷電對(duì)其造成的干擾和影響一直是影響工業(yè)控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵，雷電產(chǎn)生的過(guò)電流、過(guò)電壓會(huì)給控制裝置造成不同程度的損壞，從而對(duì)工業(yè)的正常生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響。

1 工業(yè)控制裝置的防雷保護(hù)

目前大部分的工業(yè)控制裝置的防雷防護(hù)措施都是簡(jiǎn)單片面的，基本上是針對(duì)直擊雷采取了一些簡(jiǎn)單的外部防護(hù)，只采用了接閃器、引下線、接地體的防護(hù)措施，防雷存在很大的漏洞，都沒(méi)有考慮雷電的電磁脈沖對(duì)工業(yè)控制裝置的干擾，沒(méi)有考慮相應(yīng)的屏蔽措施，從而導(dǎo)致工業(yè)控制裝置極易遭受電磁脈沖干擾，影響其正常的工作。因此，必須采取一定的防雷保護(hù)措施，想辦法抑制雷電的電磁脈沖對(duì)工業(yè)控制裝置電源和其它設(shè)備造成干擾，要采取完善的防雷措施。因此對(duì)工業(yè)控制裝置的防雷采用三級(jí)保護(hù)方案，如圖1所示。

圖1 工業(yè)控制裝置的三級(jí)防雷保護(hù)

2 工廠防雷裝置的設(shè)計(jì)

工廠要采取完整的防雷保護(hù)措施，應(yīng)設(shè)置完善的內(nèi)部防雷和外部防雷裝置，并統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行防雷的綜合設(shè)計(jì)。防雷設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮利用建筑物的金屬材料做自然防雷裝置。工廠內(nèi)部防雷主要是為了減小和防止雷電流在建筑物內(nèi)的雷電波侵入波，抑制雷電波產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，防止跨步電壓、接觸電壓和反擊等二次雷害的產(chǎn)生。工廠外部防雷，就是采用的常規(guī)避雷裝置，由引下線、接閃器和接地裝置三部分組成，主要用以防直擊雷的防護(hù)措施。

現(xiàn)在的工廠現(xiàn)場(chǎng)控制，使用大量的電子計(jì)算機(jī)設(shè)備，在重視防直擊雷的同時(shí)，必須對(duì)雷電侵入波的內(nèi)部防雷同樣重視起來(lái)。工廠設(shè)備眾多，建筑相對(duì)密集，其中的金屬管線和構(gòu)件密密麻麻，通過(guò)采取簡(jiǎn)單的安全隔離措施，增加彼此的距離，以防止雷電侵入波和雷電感應(yīng)等二次雷害的發(fā)生，已很難達(dá)到防雷要求。工廠內(nèi)部防雷，還必須采用將建筑物內(nèi)所有不帶電的金屬構(gòu)件等導(dǎo)電體連在一起，使它們強(qiáng)制等電位連接，這樣建筑物內(nèi)就是一個(gè)等電位體，彼此之間不會(huì)產(chǎn)生電壓差，也就不會(huì)產(chǎn)生危及人身安全的跨步電壓或接觸電壓，也不會(huì)產(chǎn)生設(shè)備彼此之間的反擊，這樣的工廠廠房綜合防雷措施非常有效。如圖2所示。

圖2 工廠廠房綜合防雷示意圖

工廠需設(shè)置防雷的建筑物，一般為車間多層廠房或圓庫(kù)，這些建筑屋頂板大部分都采用鋼筋混凝土澆注，建筑物屋頂都設(shè)有金屬防護(hù)欄桿，頂層常有風(fēng)管等高出屋面的金屬構(gòu)件，因此可以利用這些高出屋面的自然金屬物作接閃器使用，工廠建筑物不需要另外的人工接閃器，只要將建筑屋頂?shù)臋跅U、鋼筋網(wǎng)、風(fēng)管等相互間進(jìn)行可靠焊接，就成為很好的防雷接閃器。

3 結(jié)束語(yǔ)

自然界中的雷電造成現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展的電氣電子裝置風(fēng)險(xiǎn)不斷，面對(duì)隨時(shí)可能出現(xiàn)的雷電災(zāi)害，人類一直致力于防雷的研究，一刻也不停止，隨著不斷增加的雷電風(fēng)險(xiǎn)，要求我們要更加完善對(duì)工業(yè)控制裝置的防雷保護(hù)，既要考慮外部防雷，更加要重視內(nèi)部防雷。

首先工廠的各類建筑物應(yīng)具備完善的外部防雷設(shè)施，廠房?jī)?nèi)設(shè)備安置時(shí)彼此之間要有足夠的安全距離，工業(yè)控制系統(tǒng)的電源和各類信號(hào)通道都要有浪涌保護(hù)措施，控制線纜的選擇和架設(shè)也要符合國(guó)標(biāo)要求，另外廠房?jī)?nèi)部還要做好等電位連接、屏蔽和接地等。在這些完善的防雷裝置的保護(hù)下，工業(yè)控制系統(tǒng)才能有效的工作，避免遭受雷電的各類影響，提高工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制裝置的可靠性和穩(wěn)定性。

工業(yè)控制系統(tǒng)是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷更新的系統(tǒng)，由于其關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，所以對(duì)其的防雷保護(hù)應(yīng)做到更加可靠和完善。防雷作為工業(yè)生產(chǎn)重要的安全環(huán)節(jié)，必將引起更多的重視和關(guān)注。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]