2天然气场站雷电防护措施

　　一个完善的防雷工程应包括：① 外部防雷装置（接闪器、引下线和接地装置） 承接 50%以上的雷电流并将其泄入大地；② 采用等电位连结、屏蔽、防闪络技术和装置，阻塞雷电波沿金属导线和空间电 磁场入侵的途径；③ 电涌保护，利用某些元件的非 线性特性，组成电涌保护器（SPD）并将其连结在配电 和信号线路中，将累计产生的过电压和过电流通过 SPD 泄入大地。这 3 个系统缺一不可。下面以仪表控 制系统为例进行介绍。

　　治理侵入仪表控制系统雷电危害的措施主要包括接闪、分流、均压、接地和屏蔽等。这些措施必须综合运用，才能真正达到仪表系统的防雷。

　　2. 1 接闪

　　直接雷击的防护主要由建筑物的防雷装置实现，现场仪表系统的防雷，应和周围输气设备的防雷措施一起设计。

　　2. 2 均压

　　当雷击发生时，在雷电瞬态电流所经过的路径 上将会产生瞬态电位升高，使该路径与周围的金属 物体之间形成瞬态电位差，如果这种瞬态的电位差 超过了两者之间的绝缘耐受强度，就会导致介质的 击穿放电，这种击穿放电能直接损坏仪表设备，也 能产生电磁脉冲，干扰仪表系统的正常运行。为了消除雷电瞬态电流路径与金属物体之间的击穿放电，可以将所有现场仪表的金属外壳、构架、生产装置的金属设备、设施、仪表控制室内的设备、组件和元件的金属外壳、金属设施连接在一起，并且 与仪表控制室的防雷接地系统相连接，形成完善的 等电位连接。

　　2.3接地

　　目前国内仪表系统接地主要有两种措施：浮地、多点接地。

　　1） 浮地。浮地是指仪表的工作地与建筑物的接 地系统保持绝缘，这样建筑物接地系统中的电磁干 扰就不会传导到仪表系统中，地电位的变化对仪表系统也无影响。但由于仪表的外壳要进行保护接地，当雷电较强时，仪表外壳与其内部电子电路之间可能出现很高的电压，将两者之间绝缘间隙击穿，造成电子线路损坏。

　　2） 接地。接地是指仪表、PLC 等设备的工作接地与保护接地分开。这种接地方式的突出优点是可以就近接地，接地线的寄生电感小。但是如果较强 的雷电波通过保护地进入系统，电子电路同样会因 承受高压而损坏。

　　由于以上两种接地方式都不能满足防雷电的需 要，因此，可以考虑将保护地与工作地相连接，并 且接入防雷电接地系统，问题就可以解决了。

　　2. 4 屏蔽

　　由于仪表系统大量采用半导体器件、集成电路 和传递信号电缆，由雷击产生的瞬态电磁脉冲可以 直接辐射到这些元器件上，也可以在电源或信号线 上感应出瞬态过电压波，沿线路侵入电子设备，使 电子设备工作失灵或损坏。利用屏蔽体来阻挡或衰 减电磁脉冲的能量传播是一种有效的防护措施。

　　1） 控制室屏蔽。控制室内的控制系统是仪表系统的心脏，对雷电产生的电磁脉冲十分敏感，需要特别注意其屏蔽问题。仪表控制室应是封闭结构， 将房屋墙壁中的结构钢筋交点处进行电气连接，在室内沿墙壁四周再做一圈保护接地环（接入防雷地），并做好有效的电气连接。

　　2） 现场仪表屏蔽。现场仪表可采用金属的仪表 箱实现防雷屏蔽，仪表箱要与其它现场的金属设施 实现等电位连接，并接入防雷接地系统。

　　3） 信号线和电源线屏蔽。为了防止雷电电磁脉 冲在信号或电源线路上感应出瞬态过电压波，所有 的信号线及低压电源线都应采用有金属屏蔽层的电 缆。就瞬态过压防护而言，需要信号线或电源线的 屏蔽层沿线路多点接地或至少应在线路的首、末两 端接地。当采用多点接地后，各接地点之间的屏蔽 层沿线路之间形成回路，低频干扰电流的电磁场可 能会有一部分透过屏蔽层，在电缆的护套回路产生 低频干扰，这就要求屏蔽层沿线路只能采取单点接 地。为了防止由多点接地所产生的低频干扰，可将 电缆穿入金属管内或采用双屏蔽电缆，将金属管或 双屏蔽电缆的外屏蔽层进行多点接地，金属管内或 双屏蔽电缆的内屏蔽层可以采用一端接地。这样既 保证安全，又有利于抑制低频干扰。

　　2.5 分流

　　分流是防雷的有效措施。其方法就是在仪表控制系统的信号或通讯回路以及系统的供电电源部分 采用浪涌保护器 SPD，用以限制瞬态过电压和浪涌 电流。一个 SPD 只能为回路的某部分提供保护，由 于设备回路太多，不可能在每个设备回路中都使用 SPD，而是必须有选择地在重要回路和系统电源回路 中安装 SPD 或避雷器。

　　为了达到仪表系统、阴保系统以及阀室设备的 防雷电效果，要对整个生产装置根据等电位连接的 原则加以设计，从控制室、阴保系统、现场仪表、 仪表信号和电源线等多方面综合考虑，采用接闪、 分流、均压、接地、屏蔽等多种措施，需要电气、 建筑、自控等专业协同合作来实现，除了考虑系统 安全性以外，还要考虑投资的成本与运行的经济性。

　　2. 6 加强防雷电的管理

　　一是按规定设置防雷电、静电装置，并对其进行定期检测检修，保证接地完好有效，接地电阻符合要求；保证阀门、法兰用金属线跨接且可靠接地；法兰连接间电阻应小于 0.03Ω，对地电阻不得大于 100Ω；检修拆除的跨接线一定要恢复。

　　二是提高设备的本质安全程度，保证设备完好。要严把设备的采购、安装、验收关，确保设备 本质安全。工艺设备要常维护保养、勤检查，消除跑、冒、滴、漏；电气设备要选用相应的安全等级和防爆等级，在运行检修过程中严禁对其进行改装、拆除或降低等级；漏电保护、短路保护、绝缘、屏护等要随时完好有效；检测报警装置要定期 定校验。