现场仪表及DCS防雷接地分析

现场仪表及 DCS防雷接地分析

张振娇

国家管网集团东部原油储运有限公司武汉输油处

摘要：化学工业生产过程中，建立完整的防雷装置对于保持野外仪器的正常运行具有重要意义。建立现场仪器的定期安全检查系统，改进DCS系统的防雷接地措施，避免雷击；同时，通过系统、全面地保护DCS系统免受雷击、电压分布、接地、屏蔽和测距，可以有效地提高现场设备的寿命和工作效率。在实际生产过程中，有效提高生产安全，确保生产活动的安全、有序运行，不仅能提高化工企业的生产经营效率，还能有效提高市场运行水平，促进化工行业健康有序的发展，实现化工企业的社会价值。本文主要分析了现场仪器和DCS防雷用户。

关键词：化工生产；现场仪表；DCS防雷接地

引言

伴随着我国石化行业的一体化和蓬勃发展，现场仪器得到了广泛应用。面对化学工业巨大的仪器市场，实地仪器的深度开发和技术创新也在由开发者迅速发展。而且数字和高度智能的野外仪器引起了广泛的关注。但是，绝缘差的设备和DCS系统在闪电时很难保持正常运行。闪电现象一旦出现，就难以有效地抵御闪电产生的超微电流，造成仪器损坏和安全事故。因此，加强安全管理，提高外地仪器和DCS系统的有效保护，防止闪电型高压电流和有害仪器设备放电造成的瞬时高温，对于提高化学生产的安全性和效益至关重要。

1、DCS系统防雷接地的重要性分析

随着当今社会经济的发展，安全生产的概念逐渐被普遍接受。在化学工业中，石油生产的安全问题逐渐变得更加突出。随着现场仪器的技术更新及其在化工生产中的广泛应用，其在安全系统中的地位不断提高。材料科学的飞速发展和电子技术的相继突破也为DCS系统的开发创新提供了有力的技术支持，并逐渐展现了数字化和智能的特点。现场仪器的电路设计和总体框架进行了集成，并朝着小型和微型仪器的方向发展。因此，材料要求高，绝缘减少，对闪电的发生造成严重损害。因此DCS防雷接地系统的不断改进已成为安全生产的必然选择。

2、雷电损害现场仪表主要途径

2.1雷电反击

直击雷电常常导致潜在的浮动，导致闪电反击，妨碍仪器设备的正常运行。DCS有针对性地实现防雷设备时，雷电电流的整体强度相对较高。借助下行导，接地装置增加DCS系统中的局部电压。DCS系统的整体绝缘性能相对较弱，导致放电并破坏现场仪器。

2.2电磁干扰

一旦出现闪电，就会对DCS系统造成电磁辐射。采用金属管道作为主要平台，形成电感电压。电磁感应或静电感应一旦发生，就会妨碍DCS的系统操作。

2.3瞬间雷电流

DCS防雷装置接地时，瞬时电流在推导中具有极高的强度和瞬态特性，在一定程度上影响了系统的整体功能。但是，由于规格和材料的限制，没有足够的电缆连接下行和DCS系统。一旦出现闪电，即时闪电电流就会损坏DCS系统。

3、现场仪表和DCS系统的防雷举措探究

3.1接闪

为了保证实地仪器的正常运行和高效稳定的系统功能，避免雷击，在实际化学生产中需要注意安全管理，逐步完善防雷装置及相关设备。施工现场防雷塔施工可以有效解决雷电现象造成的损伤问题，确保现场仪器的安全。建筑防雷装置时，有必要全面检查施工环境，合理规划。同时，相关的危险设备，如储油罐，适当放置。

3.2屏蔽

在石油化工领域，主要使用的野外仪器的总材料比较特殊，例如半导体材料。并且整个电路是由集成结构组成的，因此没有较强的绝缘性能，容易导致雷击。然后通过盾构施工，可以有效地防止电磁脉冲波在雷击时干扰现场仪器的系统功能。确保各种闪电情况下整体选择的合理性。在DCS控制面板中，屏蔽可以有效地控制和阻挡电磁波，防止DCS受到雷击干扰，并提高防护能力。

3.3接地

完善DCS系统和加强防雷系统维护时，应注意改进措施和实现科学接地。DCS系统及其辅助仪器内部部件接地时，应注意电位保持不变。同时，有必要确保DCS系统与公共系统之间的单点连接，实现有效接地。该接地模式使DCS和周围防雷系统的潜力相等，从而避免了雷电攻击造成的现场仪器功能损坏。电位接地时应注意满足以下施工标准:系统之间接地面积大于20 m，接地子和电缆之间的距离必须大于2 m。

4、化工厂现场仪表防雷技术处理案例分析

4.1问题分析

经适当调查，发现化工厂的现场仪器设备存在以下问题。第一，其防雷装置中一些接地电缆的腐蚀非常严重，同时它产生的接触电阻相对较高。因此，有必要除去锈蚀，以免问题进一步恶化。该化工厂虽然为各种主要野外仪器安装了相对独立的防雷装置，但由于长期缺乏有效的维修，各种装置已经出现严重故障，不可能在最短的时间内衍生闪电电流。此外，由于化学设施中原油泄漏存在一定问题，泄漏的原油渗入土壤时，土壤的电阻率相应提高。第二，大多数区域接地网状况很差。在实际使用过程中，区域接地网上将出现火灾和触发现象。即使拔掉了所有电源插头，也会直接触发。经过冷静的判断和分析，仍然存在一些不合适的职位。

4.2改造策略分析

第一，必须根据有关标准对化学领域各类仪器的接地进行热辐射测试。对于下行线路严重腐蚀的地区，有关人员必须采取有效措施清除锈蚀，必要时更换下行线路。此外，应采取有效措施，改造和升级防雷装置系统，使其尽可能符合国家标准，并具有足够的防雷性能。第二，经过仔细考虑，可以发现区域接地网内有许多不适当的位置。专业人员必须严格检查接地网内部，然后将相应的接地电缆连接到机柜外部。如果确认内部出入没有问题，就不会有冒火，也不会有跳闸。

5、仪表专业防雷保护技术

在现代技术中，自动控制系统对生产过程的正常运行起着关键作用，自动控制设备的防雷逐渐成为自动控制建设的重要内容。闪电指的是闪电引起的电流突波和瞬时锐脉冲，闪电可能会沿导线或导体将电压传输到设备，并损坏设备。并不是说该装置被直接闪电击中，直接闪电击中自我控制设备的身体，所以任何防护都可能不起作用。因此，在自动控制中，智能仪表和设备周围必须有电气防雷装置。(1)从雷击理论的角度来看，设备中仪表闪电的可能性，因为仪表和计数器通常安装在设备或管道上，而且它们都是良好的导体，另一方面，在设备区域内也采取了防雷措施，仪器本身较小，因此不太可能直接与闪电“相连”。但是，连接现场仪器和控制照明仪器的电缆可以传导闪电诱发的无线电波。这主要是因为电缆布线在设备的不同区域，并且连接距离很长。闪电击中时，闪电点附近的缆线会产生感应电压，并导向地球，形成瞬时冲击电压或瞬时冲击电流。此外，由于电缆槽的顶部布线过度，闪电轴也有可能单独插入电缆分支槽中。(2)仪器专业防雷措施根据防雷标志的特点，仪器防雷应注意以下因素。1)在选择仪器和系统时，选择内部具有特殊防雷和接地措施的强抗干扰能力。2)如果仪器安装正确，必须接地良好。同时应考虑仪器的位置，并根据实际情况安装避雷针。3)仪器信号电缆的安装必须按照规定输入槽中，电缆屏蔽和绝缘必须按照规定在设备位置的主要部件信号连接过程中接地。4)设备系统接地应符合设计规范要求。5)注重预防诱发雷击。电闪雷鸣防护主要采用电闪雷鸣防护(电涌保护器)或屏蔽电闪雷鸣可能引起的电线。

结束语

总而言之，在化学生产的发展中，确保野外仪器的正常使用具有深远的意义。因此，仪器设备的保护应逐步加强，DCS系统应在接地、屏蔽、测距等诸多方面实施防雷维护，以有效确保化工生产标准化和仪器及DCS系统功能的正常使用。

参考文献：

1. 李伟,陈爱强.现场仪表及DCS防雷接地分析[J].工业c,2015(3):00046-00046.

2. 宋志强.现场仪表的防雷技术分析[J].工程技术:文摘版,2016(1):00017-00017.

3. 潘艳秋,马淑华.浅谈仪表及DCS控制系统的防雷措施[J].中国石油和化工,2016(5):71-72.

4. 吴关林.高含硫天然气净化厂仪表接地体系隐患整改[J].安全、健康和环境,2014,14(9):18-20.

[5]芮莉.浅谈化工企业现场仪表防雷技术[J].仪器仪表用户，2016，(10):25-27.