防雷技术范文篇1

关键词：油库;雷电;综合防雷技术;探讨

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2012）18016901

1前言

油库是很容易发生燃烧和爆炸事故的场所,在大自然中,雷电因其不可预知性,在很大程度上危害到库区的安全。一般来说,石油化工企业的原油库区都建在远离市区的地方。而在这些地势相对来说比较开阔的地方,因为受环境等因素的影响,这片区域更加容易受到雷电的袭击,因此做好雷电防护是保证工作正常进行的一个重要环节。

2油库综合防雷技术的分析与探讨

2.1库区防雷的整体思路

石油库区的防雷,从总体上考虑,首先应该把库区的直击防护措施做好,其次就是对电磁脉冲做好防护。这个就要从以下几个方面进行考虑:接地方面,等电位连接方面,浪涌保护器的安装方面。

在综合防雷系统之下,分为外部防雷措施和内部防雷措施。其中,外部防雷措施分为以下几项:（1）接内器；（2）引下线；（3）屏蔽；（4）接地装置；（5）共用的接地系统。而内部防雷措施包括以下几项:（1）屏蔽；（2）共用接地系统；（3）等电位连接；（4）安装浪涌保护器；（5）合理布线。

2.2对油库的直击雷的防护

（1）常规的防雷方式。

第一，接地时综合系统防雷的重要措施。在接地方面,安装共用接地系统。共用接地系统就是让直流工作地、防静电工作地、安全保护地、防雷接地等等共用一组接地装置。

第二，在等电位连接方面。所谓油库区的等电位连接,就是将油库内部和油库本身的全部金属构件用导线进行电气的连接,从而确保油库的正常非带电导体在电气的连通状态之下。在油库区进行等电位连接,就很好地保证了油库的设备和操作人员自身安全。

第三，浪涌保护器的安装方面。首先,应该根据雷电防护分级和保护设备自身的抗扰度来决定安装的数量。其次,浪涌保护器的安装来有效抑制雷电浪涌,从而有效地避免了设备受到雷电的干扰。最后,在安装浪涌保护器时,浪涌保护器中应该有过电流的保护装置,并且最好具有劣化显示的功能。

第四，安装避雷针。按照常规的要求,对油库区内的容器和制作材料为金属的气罐,如果其壁厚达到相关规定的要求,可以不用安装避雷针,但罐体以及容器就必须做好保护的措施,比如接地。这样万一遇到雷击的情况,容器本身就可以作为接闪器使用。如果必须安装避雷针,那么在避雷针与排空管之间,应该保持有相当一段安全距离。但有一种情况除外,就是当原油储罐的灌顶板达到一定的要求,而且自身已经做好了接地措施,这个时候,储罐就可作为接闪器加以利用,此时就不用安装避雷针了。

（2）经过改进后的综合防雷装置。

大型原油储罐区内不宜装设避雷针,因为现在的大型储罐本身就是一个合格的接闪器,不安装避雷针,可以最大限度地减少因为避雷针接闪时产生的强烈电磁脉冲对原油储罐的影响,降低事故发生的几率。最适宜的方法应该是在原油储罐区外,选取合适的位置安装独立避雷针对罐区加以保护,在区域适当位置安装独立避雷针或者高耸铁塔作为接闪器,大大减少原油储罐区域的落雷几率,同时也减少了雷电对原油库区的危害。

2.3对油库区的配电系统和信息系统进行防雷

(1)配电系统的防雷。

大型油库的许多装置都是暴露在外,这种自身所处环境的特殊性导致了油库区很易受到雷电的危害。而这些由雷电所引发的爆炸往往会造成极大的经济损失。故在油库区,对防雷技术的要求越来越高。而雷电电磁脉冲是电子信息系统、以及低压配电系统受到雷击的重要原因之一。

油库的输电线路是由架空引入的,所以在雷雨天气中,就会位于直击雷的威胁之下,如果此时遭受雷击,线路上所有的浪涌就能够达到100kA甚至100kA以上。所以,在现代许多大型油库的供电线路中,大都采用多级系统的保护。多级系统包括:一是泄流电路。这一级电路可以吸收过电压暂态能量,并将大部分的电流泄放到地下。二是限压电路。这一级电路作为浪涌保护装置,它被用来对电路中所产生的残压进行限制。

有了限压和泄流这双重的保护,两者互为表里,相辅相成,配合良好,就能对设备起到了很好的保护作用。

(2)电子信息系统的防雷。

油库的电子信息系统,是一种重要的监控手段,在油库的安全方面起着极为重要的作用。这个系统在雷电天气下,很容易受到雷电的危害,造成安全监控工作的异常,故信息系统的防雷工作就显得极为重要。然而,在大部分的油库区的电子信息系统中,常常因为设备绝缘强度不高、抗雷击电磁脉冲干扰的能力不强等原因,一旦发生雷击,雷电电磁脉冲就极易进入设备,从而引起设备损坏,人员的伤亡等。

电磁脉冲进入设备的方式有以下几种:一是通过传导的方式、二是通过辐射的方式、三是通过耦合的方式。对于这几种情况,应根据各个信息系统的特点,设计出具有针对性和实效性的防雷方法,其中包括以下三种:一是屏蔽。二是安装浪涌保护器。第三种,也是最常见的,就是接地。

3结语

综上所述,做好雷电的防护工作显然在油库日常工作中非常重要,而对油库区的防雷本身就是一个十分复杂的问题，应采用综合防雷技术,建立起重点与全面相结合的防雷电系统,以及吸收和反射,疏导和屏蔽互相结合的多级、多层雷电防护体系,确保油库的安全生产,社会经济的平稳发展。

参考文献

［1］赵晓刚.油库作业场所火灾危险度的综合评估系统［J］.石油工程建设，2002，28(6):911.

防雷技术范文

【关键词】防雷装置检测技术接地系统

建筑物上空有雷云时，就会形成很强的电场，在建筑物的顶部感应出相反极性的电荷。此时，屋顶对地面有相当高的电位，会产生很大的破坏作用。随着我国社会经济快速发展，机动车辆也越来越多，为其提供所需能源的加油站也同步增加起来，加油站是个易爆易燃的危险场所，而这些地方容易引发雷电袭击，为了避免因雷击而发生生命财产损失，采取一定防雷措施，加强安全检测技术，可有效确保加油站安全可靠性。

防雷装置的检测是各级防雷检测机构的主要工作，也是整个防雷装置安全性能检测工作中的一个重点，任何一个部门的检测疏忽都有可能引起雷击事故和灾难。因此，雷电防护设施的检测越来越显得重要。有防雷中心出具的检测报告具有法律效力，故检测数据的真实性、科学性、准确性要求特别高，检测工作直接涉及到雷击隐患，必须引起高度重视。

等电位连接也是最基本最重要的防雷技术措施之一，在接地系统的接地电阻不易做得较小时尤为重要。它的主要作用是防止由于雷电感应作用引起装置不同部位可导电部件有高电位差导致放电损坏设备。

1防雷装置的组成

防雷装置是指接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体的总和。接闪器包括直接截受雷击的防雷针、防雷带（线）、防雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。接地装置是接地体和接地线的总和。接地体是埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体或从接地端子、等电位连接带至接地装置的连接导体。电涌保护器的目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。

2接闪器

接闪器位于防雷装置的顶部，其作用是利用其高出被保护物的突出部位把雷电引向自身，承接直击雷放电。接闪器由下列各形式之一或任意组合而成：独立避雷针；直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网；屋顶上的永久性金属物及金属屋面；混凝土构件内钢筋。除利用混凝土构件内钢筋外，接闪器应镀（浸）锌，焊接处应涂防腐漆。在腐蚀性较强的场所，还应适当加大其截面或采取其他防腐措施。接闪器的搭接处接地不良或断裂，当雷击时，无法及时释放瞬间雷电流入地面。在日常检测中也难发现，因此，在检测过程中，应认真测量接闪器对地的接地地租，可以检查出监测点至接闪器间的连接是否可靠。

3接地系统的检测

防雷接地装置是针对防雷保护的需要而设置的接地。例如避雷针（线）、避雷器的接地，目的是使雷电流顺利导入大地，以利于降低雷过电压，故又称过电压保护接地。110kV及以上电压等级变电所的接地装置，装机容量在200MW以上的火电厂和水电厂的接地装置，或者等效平面面积在5000m2以上的接地装置应配合自然接地体，还要使用大型接地装置，并设置将自然接地体和人工接地体分开的测量井，便于测试。接地装置的安装应配合建筑工程的施工，隐蔽部分必须在覆盖前会痛有关单位做好中间检查及验收记录。

4引下线

引下线指连接接闪器与接地装置的金属导体。防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。用钢绞线作引下线，其截面积不得小于25mm2。用有色金属导线做引下线时，应采用截面积不小于16mm2的铜导线。这些硬性要求首先要达到。引下线应沿建筑物外墙敷设，并应避免弯曲，经最短途径接地。采用多条引下线时，为了便于接地电阻和检查引下线、接地线的连接情况，宜在各引下线距地面高约1.8m处设断接卡。引下线截面锈蚀30%以上者应予以及时更换。

5暗敷引下线的检测

目前大多数建筑物的引下线一般都暗敷在墙体或借用柱子主筋，常规的检测方法对于检测每一根引下线的准确值是很困难的，唯一的办法是从天面避雷带的东南、西北方向各测一点，根据测得的电阻值来判断是否接地，接地较好时，所测得的电阻值偏小，反之偏大。

由于单个接地极无法构成闭合回路，必须寻找一个参考接地极。例如，附近的其他接地极、已知的埋地金属管道、建筑地网等。然后通过补助导线构成闭合回路。此时所测得的电阻值是两个接地极的接地电阻值之和。只要知道参考接地极的接地电阻，便可求得所需的接地极的接地电阻值。

多根接地极作闭合等电位连接时，所测得的电阻值随建筑物内部钢筋的连接方式变化。当被保护物上的避雷网（带）有多根引下线时，每根引下线对应有一个接地极。如果这几个接地极作闭合等电位连接，此时所测得的电阻并非是接地极的接地电阻，而是接地极以上的闭合回路的电阻值。

按照目前建筑施工的工艺水平和防雷规范要求，多数建筑物均利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线，借助基础主筋作为自然接地极，把整幢建筑物构成多个等电位闭合回路或类似法拉第笼，且引下线和接地极都隐蔽在混凝土内。此时用钳式电阻测试仪检测，所测得的是建筑物内部钢筋焊接或绑扎形成的回路的电阻。通常情况下，当建筑物内的钢筋连接为有效焊接时，测得的回路电阻值为0.2Ω～0.6Ω。当建筑物内的钢筋连接为绑扎时，测得的回路电阻值为200.0Ω～300.0Ω或更大。

6电涌保护器

电涌保护器（PSD）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，它的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流入大地，保护被保护的设备或系统不受冲击而破坏。需要做的是电涌保护器的常规检测：每个PSD计1个测点，包括SPD的安装位置、接地线截面积、长度，PSD等电位连接线的截面积、长度，及其压敏电压与漏电流。

防雷技术范文

关键词雷击DCS系统；防雷接地；强浪涌

中图分类号X9文献标识码A文章编号1674-6708（2011）39-0181-02

1DCS系统防雷技术介绍

雷击是一种自然现象，它的巨大能量众所周知。DCS是分散控制系统（DistributedControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。随着电脑通信设备的大规模使用，雷电以及操作瞬间过电压对DCS系统的危害越来越严重。以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求。应从单纯一维防护（避雷针引雷入地=无源防护）转为三维防护（有源和无源防护），包括：防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击以及操作瞬间过电压影响等多方面作系统综合考虑，因此总的防雷原则是：将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（外部保护）；阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波（内部保护及过电压保护）；限制被保护设备上浪涌过压幅值（过电压保护）。这三道防线，相互配合，各行其责，缺一不可。

2雷电对DCS的危害

雷电电磁脉冲干扰对DcS控制系统的危害是：由强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场，它对DCS系统的干扰有如下两种形式：当控制室建筑物的防直击雷装置接闪时，在引下线内会通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS系统的电缆（包括电源、通信以及I/O电缆），则引下线内的雷电流会对DCS的电缆产生电磁辐射，将雷电波引入DCS系统，干扰或损坏DCS系统；当控制室周围发生雷击放电时，会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压。如果这些管道和线路引进到控制室把过电压传到DCS系统上，就会对DCS系统产生干扰或损坏。此外，当空中携带大量电荷的雷云从控制室上空经过时，由于静电感应使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高电位，它会对周围的导线或金属物产生影响，这种静电感应电压也会对DCS系统产生干扰或损坏。如防雷及接地措施不当，雷击发生时，由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势，诱发强大的雷击电磁脉冲，经感性耦合、容性耦合或电磁辐射产生脉冲过电压和过电流损坏DCS系统I/O单元、主控单元等硬件和通讯系统。

3DCS系统雷击案例分析

3.1DCS系统雷击案例

公司某装置控制系统在雷击中发生故障，许多数据无显示，部分控制输出不起作用，故障诊断中I/O卡件及部分数据转发卡闪红灯，控制柜内卡件闪红灯。经排除更换了故障卡件后恢复系统正常运行，共损坏卡件42块，其中SP313卡21块，SP233卡7块，SP316卡9块，SP322卡5块。经浙大中控专家检测分析卡件故障原因主要是：强浪涌电压（雷击）信号接入，导致卡件上的各通道芯片被击穿或烧坏造成无法正常工作，卡件上元器件特别是集成电路基本上全部损坏；强浪涌电压（雷击）干扰通过某部分通道接入卡件，导致相应的通道故障。

系统也曾遭受过雷击的损坏烧坏了4块，8万t合成氨装置也出现过雷击时模入信号变化很大，通讯系统出现“死机”现象。并且都导致过UPs电源跳到旁路或UPs输出故障，导致装置停车。

3.2雷击DCS系统现场原因分析

1）强浪涌电压（雷击）通过I/O信号进入系统。通过对现场控制系统损坏的卡件检查，主要是I/O卡件的输入输出接口元器件损坏，当雷电发生时，装置上I/O电缆极易接收遭受雷电放电时产生的强大的脉冲电磁场，在信号线上感应数以千伏计的浪涌电压，并通过卡件形成电流回路击坏相应的卡件通道或公共电路。

2）强浪涌电压（雷击）通过DCS控制系统的接地点进入系统。当雷电产生后，通过I/O电缆的走线桥架和建筑物接地引下线的电流产生的电感性耦合，会在附近的I/O金属线缆上感应出数以千伏的浪涌电压。

3）强浪涌电压（雷击）通过电源线进入UPS系统

当雷电发生时，暴露在空中的电力电缆极易受到雷击影响，在其电缆上感应形成数以千伏计的的浪涌电压，通过电力系统损坏UPS（不间断电源）系统设备。

4DCS系统的防雷系统技术改造

针对公司DCS系统现状，影响DCS系统安全稳定运行的防雷系统主要因素有：1）DCS系统部份信号线外部I/0电缆敷设不规范；2）DCS系统接地电阻不断增大易受雷电电磁脉冲干扰；3）DCS供电系统（UPS）受雷击干扰导致输出电压故障

4.1对外部信号线改造

对外部信号线的敷设进行整改，将暴露在桥架外的信号线，穿金属套管，且金属套管每隔30米进接地；保持外部I/O电缆走线槽之间的良好连接并接地，将电缆走线槽的盖板之间用电焊将其焊接为一个整体桥架，并进行接地。使整个桥架成为一个屏蔽金属体，防止雷击形成的强浪涌信号进入控制系统。

4.2重新改造防雷接地系统

1）DCS系统接地环境改善

首先改变接地体周围的土壤结构。在接地体周围的土壤2m~3m范围内，掺入不溶于水的、有良好吸水性的物质，如木炭、焦碳煤渣或矿渣等，该法可使土壤电阻率降低到原来的1/5~1/10。

再用食盐、木炭降低土壤电阻率，用食盐、木炭分层夯实。木炭和细掺匀为一层，约10cm~15cm厚，再铺2m~3m的食盐，共5~8层，铺好后打入接地体，此法可以使得电阻率下降至原来的1/3~1/5。

2）选用铜棒Φ20×2800mm接地桩作等边三角形接地网

3）在UPS电源市电输入端增加防浪涌保护器

浪涌保护器是一种限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。按其在DCS中的用途可分为:I/O信号防雷器和通讯线路防雷器两种。当有连接电缆从室外或其他系统进入控制室时，装设SPD可以防护电子设备免遭雷电浪涌的闪击。但是，如果所有的I/O通道都装设SPD，成本将大幅度上升；再则，控制系统遭雷击的概率毕竟很低，不能强调万无一失，否则从经济观点出发就太浪费了。因此在DCS系统里选用电源防雷器。