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在我國(guó)化工工業(yè)的發(fā)展中,各類控制儀表自動(dòng)化、智能化程度的提高是保證化工生產(chǎn)連續(xù)性的重要條件。但是在國(guó)內(nèi)化工企業(yè)現(xiàn)階段使用的壓力控制儀表中,普遍存在過(guò)壓或過(guò)流耐受能力差、絕緣強(qiáng)度低、對(duì)電磁干擾敏感等缺陷,這也是造成壓力控制儀表經(jīng)常出現(xiàn)雷擊事故的主要因素。由于產(chǎn)品自身性能存在缺陷,極有可能導(dǎo)致壓力控制儀表的受到直接雷擊或其附近區(qū)域雷擊時(shí),雷電過(guò)壓或脈沖電磁場(chǎng)通過(guò)儀表信號(hào)線、供電線、電纜匯線槽、穿線管等傳輸?shù)絻x表設(shè)備,嚴(yán)重威脅到儀表及相關(guān)附屬設(shè)備的正常工作和安全運(yùn)行,因此,在化工生產(chǎn)中,加強(qiáng)對(duì)于分析壓力控制儀表的防雷措施研究具有重要的意義,必須引起相關(guān)技術(shù)和管理人員的高度重視。
1 雷擊有可能造成的危害分析
據(jù)防我國(guó)雷防靜電部門(mén)的介紹,通常可以將雷分為:直擊雷、感應(yīng)雷和浪涌等三種形式。然而最常見(jiàn)的壓力控制儀表危害不是由于直接雷擊引起的,而是由于雷擊發(fā)生時(shí),在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的,其主要原因?yàn)椋?)由于信號(hào)來(lái)源路徑增多,系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入,浪涌電壓可以從電源線或信號(hào)線等途徑竄入電腦設(shè)備;2)由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化,從而造成設(shè)備耐壓、耐過(guò)電流的水準(zhǔn)下降,對(duì)雷電的承受能力下降。
2 壓力控制儀表的防雷措施
目前,在國(guó)內(nèi)壓力控制儀表的制造與使用過(guò)程中,防雷問(wèn)題已經(jīng)逐漸引起業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注,而且不斷通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、工藝改進(jìn)、質(zhì)量強(qiáng)化等方式,以獲取壓力控制儀表防雷性能的不斷提升。對(duì)于工業(yè)壓力控制儀表防雷措施的研究必須堅(jiān)持全面考慮、綜合分析的原則,并且嚴(yán)格控制其生產(chǎn)、安裝、使用與維護(hù)的全過(guò)程,否則極有可能出現(xiàn)遭受雷擊的安全隱患。
2.1壓力控制儀表選型與安裝
在壓力控制儀表選型時(shí),要選擇抗干擾能力強(qiáng),儀表內(nèi)部設(shè)有專門(mén)的避雷接地措施。變送器內(nèi)裝避雷器,當(dāng)受到雷電在傳送電纜上感應(yīng)產(chǎn)生的異常電壓沖擊時(shí)得到保護(hù)。避雷器有現(xiàn)場(chǎng)安裝型、內(nèi)裝型、盤(pán)裝式等。在壓力控制儀表安裝時(shí),儀表各緊固件要安裝正確表箱必須接地良好,同時(shí)要考慮壓力控制儀表所處的位置,安裝高空測(cè)量部位的儀表很容易被雷擊,需要根據(jù)實(shí)際情況安裝避雷針;遠(yuǎn)離生產(chǎn)裝置的壓力控制儀表,周?chē)譀](méi)有避雷裝置也要安裝避雷針。壓力控制儀表信號(hào)電纜的架設(shè),必須按規(guī)定匯入槽盒,在裝置現(xiàn)場(chǎng)一次元件的信號(hào)連接時(shí),電纜屏蔽隔離必須按規(guī)定接地,電纜外要用金屬鍍鋅管穿管敷設(shè),當(dāng)雷擊到電纜穿管處,產(chǎn)生保護(hù)回路,對(duì)地放電。壓力控制儀表與地絕緣的所有金屬部件,應(yīng)采用金屬線跨接。
2.2盡量屏蔽雷擊電磁脈沖所帶來(lái)的危害
壓力控制儀表的防雷措施制定中,一定要注意控制同路,所有環(huán)節(jié)、部件之問(wèn)的連線采用屏蔽線,而屏蔽線外皮兩端接地,就能消耗雷擊電磁脈沖輻射的能量。在消耗過(guò)程中,屏蔽層雖然有感應(yīng)電流,但此感應(yīng)電流對(duì)信號(hào)線也感應(yīng)電流,其方向正好和雷擊電磁脈沖對(duì)信號(hào)線感應(yīng)電流的方向相反,這就削弱了雷擊電磁脈沖對(duì)壓力控制儀表信號(hào)線的危害。當(dāng)屏蔽線較短時(shí),可單端接地,多余的信號(hào)連線也要兩端接地。壓力控制儀表的控制器及其他設(shè)備金屬外皮同樣要接地,這不僅能起到屏蔽作用,而且能泄掉聚積的電荷,因此,要有多層次的屏蔽接地,盡量削弱雷擊電磁脈沖對(duì)壓力控制儀表信號(hào)線的危害,屏蔽接地要接在信息系統(tǒng)的接地網(wǎng)上。
2.3提高壓力控制儀表系統(tǒng)的抗擾度
新型壓力控制儀表系統(tǒng)包含許多電子線路,在化工、冶金、煉油和發(fā)電等較為惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用,處于各種工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生的電磁騷擾影響之下。為保證敏感的電子線路能正常工作,必須考慮壓力控制儀表系統(tǒng)的電磁兼容性。壓力控制儀表系統(tǒng)電源干擾類型主要有7種:跌落、頻率偏移、失電、電氣噪聲、諧波失真、浪涌、瞬變;壓力控制儀表信號(hào)干擾類型主要有共模干擾、串模干擾、浪涌等。其中,跌落、浪涌、瞬變干擾主要是由雷擊生產(chǎn)的。
2.4重視浪涌保護(hù)器的設(shè)置
壓力控制儀表電源部分所作防雷的三級(jí)防護(hù)涉及強(qiáng)電部分,在此不作詳細(xì)論述。重點(diǎn)介紹一下常見(jiàn)的用于壓力控制儀表的浪涌保護(hù)器。壓力控制儀表浪涌保護(hù)器的作用主要表現(xiàn)為:正常情況下,不對(duì)電路產(chǎn)生影響;當(dāng)浪涌侵入時(shí),將所連接部分與地線短路,使線路中的浪涌電流迅速釋放入地,從而使線路所連接的設(shè)備不受浪涌的侵害;浪涌中止后,浪涌保護(hù)器恢復(fù)正常。
3 結(jié)束語(yǔ)
壓力控制儀表防雷措施的制定與實(shí)施是一項(xiàng)復(fù)雜、綜合的工程,不但需要加大技術(shù)、資金、人力的投入,后期的管理與維護(hù)也是十分重要的。在化工生產(chǎn)過(guò)程中,不同類型壓力控制儀表也具有其特殊性,在防雷措施的制定時(shí)要對(duì)于各類外界因素進(jìn)行全面的分析,尤其是要考慮儀表的實(shí)際用途和作業(yè)環(huán)境。壓力控制儀表防雷措施的制定中,為了保證化工自動(dòng)化系統(tǒng)的整體防雷標(biāo)準(zhǔn)和要求,要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)裝置根據(jù)等電位連接的原則加以設(shè)計(jì),從控制室、現(xiàn)場(chǎng)儀表、分析儀表、控制儀表、儀表信號(hào)和電源線等多方面考慮。目前,在國(guó)內(nèi)化工生產(chǎn)中采用的壓力控制儀表防雷中綜合采用了接閃、屏蔽、等電位連接、接地、電涌保護(hù)等多種措施,而且需要電氣、建筑、自控等專業(yè)協(xié)同合作來(lái)實(shí)現(xiàn),除了考慮系統(tǒng)安全性以外,還要考慮投資的成本、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
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