現(xiàn)場儀表及DCS防雷接地分析

石如杉(遼河石油勘探局石油化工總廠， 遼寧 124010)

現(xiàn)場儀表及DCS防雷接地分析

石如杉(遼河石油勘探局石油化工總廠， 遼寧 124010)

科技發(fā)展為化工生產(chǎn)提供了技術(shù)支持，推動著石油化工行業(yè)的整體發(fā)展，在化工生產(chǎn)中，現(xiàn)場儀表被有效推出、并投入了使用。隨著現(xiàn)場儀表的廣泛應(yīng)用，給化工生產(chǎn)帶來了很大的便利，平時，只有加強儀表的保護，強化防雷措施，才能使其正常運行，對化工生產(chǎn)的效率提升很有必要。本文針對現(xiàn)場儀表及DCS防雷接地進行有效分析，從而為化工生產(chǎn)中的儀表保護提供依據(jù)。

化工生產(chǎn)；現(xiàn)場儀表；DCS防雷接地

隨著石油化工的普遍發(fā)展，現(xiàn)場儀表在技術(shù)上逐漸革新，呈現(xiàn)智能化特征。然而，由于儀表設(shè)備、DCS系統(tǒng)的絕緣性能較差，當(dāng)雷電發(fā)生時，很難抵御雷電產(chǎn)生的電流，造成事故的發(fā)生，阻礙著儀表的正常使用。因此，加強現(xiàn)場儀表及DCS系統(tǒng)的保護，防止雷電產(chǎn)生的過電流、電壓等對儀表設(shè)備的損害，對提升化工生產(chǎn)的整體質(zhì)量很有必要。

1 加強DCS系統(tǒng)防雷接地的必要性分析

伴隨著經(jīng)濟發(fā)展加快，化工行業(yè)對石油生產(chǎn)中的安全保證得到了重視，現(xiàn)場儀表的使用，在化工生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。電子科技的高速發(fā)展，為DCS系統(tǒng)的革新提供了技術(shù)支持，呈現(xiàn)智能化的發(fā)展[1]。儀表的構(gòu)件、電路呈現(xiàn)微型、集成化，造成了絕緣性能下降，因雷電造成的功能損壞情況惡化。因此，加強對DCS系統(tǒng)的防雷措施的完善，對施工現(xiàn)場的儀表使用很有必要。

2 雷電對現(xiàn)場儀表造成損害的主要途徑分析

(1)雷電反擊 直擊雷會使地電位產(chǎn)生浮動現(xiàn)象，形成雷電反擊，阻礙著儀表設(shè)備的正常運行。DCS系統(tǒng)中的防雷裝置在實際執(zhí)行時，雷電電流強度過大，借助引下線進入接地裝置，從而使DCS系統(tǒng)局部電壓過大。由于DCS系統(tǒng)的接地體絕緣性能較弱，導(dǎo)致放電的現(xiàn)象發(fā)生[2]。造成雷電反擊，對現(xiàn)場儀表的正常使用進行破壞。

(2) 瞬間雷電流 DCS系統(tǒng)在執(zhí)行防雷接地時，引下線內(nèi)的電流的強度過大，且呈現(xiàn)瞬間性，造成了系統(tǒng)功能的損害。引下線周邊缺少足夠的電纜，缺少與DCS進行有效連接。當(dāng)雷電發(fā)生時，引下線內(nèi)產(chǎn)生強大的雷電流，對DCS系統(tǒng)造成很大程度上的破壞。

(3) 電磁干擾 當(dāng)雷電發(fā)生時，會對DCS系統(tǒng)周圍產(chǎn)生電磁輻射，并以金屬管道為平臺，形成感應(yīng)電壓。當(dāng)發(fā)生電磁或者靜電感應(yīng)時，對DCS系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生阻礙，不利于化工生產(chǎn)的順利進行。

3 現(xiàn)場儀表及DCS系統(tǒng)防雷的主要舉措探究

(1)接閃 在化工生產(chǎn)工程中，為了避免現(xiàn)場儀表遭受雷電的打擊而造成的功能損害，必須加強對防雷裝置的完善。在施工周圍構(gòu)建避雷塔，可以有效控制雷電災(zāi)害，提升現(xiàn)場儀表的使用效率。在構(gòu)建避雷裝置時，要注重對施工環(huán)境進行全面考察，并依據(jù)環(huán)境度裝置進行合理設(shè)計。同時，針對儲油罐的存放位置，對避雷裝置進行合理布局。

(2)均壓 為了避免雷電產(chǎn)生的瞬間電流對DCS系統(tǒng)造成的破壞，必須阻斷雷電流通過金屬管道，避免發(fā)生放電現(xiàn)象。因此，在進行防雷措施的完善時，要加強現(xiàn)場儀表內(nèi)部的金屬類構(gòu)件之間的有效連接。同時，要將儀表中的金屬設(shè)施與雷電系統(tǒng)進行有效的串聯(lián)，從而使DCS系統(tǒng)內(nèi)部的電位差相等。當(dāng)雷電發(fā)生時，DCS系統(tǒng)由于內(nèi)部的電位差相等，將不會受到電磁感應(yīng)的干擾，保證儀表設(shè)備能夠正常的運行。

(3)接地 在進行DCS系統(tǒng)的完善，加強防雷系統(tǒng)的維護時，要注重措施完善、實現(xiàn)科學(xué)接地。對DCS系統(tǒng)內(nèi)部、及相關(guān)的輔助儀器在進行接地時，要注重保持電位相等。同時，要保證DCS系統(tǒng)與公共系統(tǒng)進行單點連接，實現(xiàn)有效的接地。這種接地形式將DCS及周邊的防雷系統(tǒng)的電位呈現(xiàn)相等的狀態(tài)，避免了雷電反擊對現(xiàn)場儀表造成的功能損壞。在進行等電位接地時，要注重符合以下現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)：系統(tǒng)之間的接地范圍在20m以上，引下線距離電纜必須超過2m。

(4)屏蔽 在石油化工領(lǐng)域，所使用的現(xiàn)場儀表在材料上比較特殊，主要采用半導(dǎo)體材料，同時，在所呈現(xiàn)的電路為集成電路，這種儀表構(gòu)造在絕緣性能上比較弱，很容易發(fā)生雷擊的現(xiàn)象。利用屏蔽體的構(gòu)建，從而有效避免雷電中的電磁脈波，對現(xiàn)場儀表造成的干擾，減少其對現(xiàn)場儀表構(gòu)件及信號傳輸?shù)母蓴_。針對不同雷電破壞情況，進行合理的選擇。在DCS系統(tǒng)的控制室內(nèi)構(gòu)建屏蔽體，通過接地環(huán)與屏蔽籠，阻隔電磁脈波，防止其對DCS系統(tǒng)造成干擾?，F(xiàn)場屏蔽則是通過等電位的連接，實現(xiàn)現(xiàn)場儀表的防雷保護。

(5)分流 在完善DCS系統(tǒng)的防雷措施時，通過分流實現(xiàn)現(xiàn)場儀表的正常使用。SPD是主要的分流設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用到化工生產(chǎn)中的儀表維護中。在化工生產(chǎn)中，通過對施工現(xiàn)場的環(huán)境勘測，在雷擊頻率比較高的位置安裝SPD設(shè)備，當(dāng)雷電發(fā)生時，通過SPD設(shè)備對雷電壓產(chǎn)生限制[3]，并對雷電流進行分流處理，從而使施工中的現(xiàn)場儀表及周邊設(shè)備的電位保持不變。通過分流設(shè)備的使用，在很大程度上避免了雷電造成的災(zāi)害，維護了現(xiàn)場儀表的正常使用。

4 結(jié)語

綜上，在化工生產(chǎn)中，雷電對儀表設(shè)備的正常使用阻礙比較大，因此，必須加強對儀表設(shè)備的保護工作，完善DCS系統(tǒng)的防雷接地措施，從而保證儀表設(shè)備能夠免受雷電的打擊。同時，對DCS系統(tǒng)在接地、屏蔽、均壓、分流等方面進行防雷維護，使其在運行時達到化工生產(chǎn)的實際標(biāo)準(zhǔn)。

[1]芮莉.淺談煉油化工企業(yè)現(xiàn)場儀表防雷技術(shù)[J].儀器儀表用戶，2016，(10)：25-27.

[2]王林，趙懷林，陳科企，等.基于RS-485接口的電涌保護器設(shè)計與應(yīng)用研究[J].電瓷避雷器，2016，(01)：95-100.

[3]董家斌，羅揚曙，王家陳，等.分散控制系統(tǒng)雷擊故障及預(yù)控[J].自動化儀表，2016，(01)：69-72.