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摘 要：本文首先介绍了雷击对仪表的危害类型，然后分析了化工行业中雷电防护存在的一些问题，有针对性的提出了外部雷电防护措施、等电位连接与接地、屏蔽、合理布线、设置浪涌保护器等基本方法和有效建议措施。
关键词：化工行业；仪表系统；雷电防护
引言
雷电是一种灾害性天气现象，其作用时间短，放电瞬间产生极高的电压与瞬间电流，伴随产生的磁场和辐射对各类建筑物、通信系统、计算机网络等均有极大的破坏作用。化工行业大量使用仪表系统，自动化程度高。但仪表系统普遍存在绝缘强度低、过压和过流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点。仪表因受雷电影响而损坏或功能失效的问题显得比较突出。因此，本文深入分析了化工行业仪表系统防雷接地的基本措施和建议。
1 雷击对仪表的危害类型及防雷存在问题
1.1雷击对仪表的危害类型
雷击对仪表设备的破坏危害可分为成3种类型情况。
1）雷电直击。仪表设备被直击雷直接击中造成损坏或功能失效。
2）雷电感应。当接闪器接闪时，在引下线内会有强大的瞬时电流通过，对周围一定范围内仪表电缆产生电磁感应；或者，雷云放电时，空间存在强大的电磁场，强大的瞬变电磁场通过电容耦合、电感耦合在仪表设备和电缆上感应出很高的瞬态过电压，对仪表设备造成损坏或功能失效。
3）雷电反击。当雷电流通过接地体时，由于接地电阻的存在，虽然很小，但雷电流很大，可达几千安乃至上万安，致使接地体产生很高的电压降，此电压降使地电位大幅升高， 并与各种设备及网络形成很高的电位差，从而反向击穿设备，并且危及人身安全。
1.2化工行业雷电防护措施存在如下问题：
1）接地装置腐蚀严重，不能及时、有效传导雷电流并将其流散入大地。
2）部分装置的金属设备、框架或管道没有接地或接地连线不完好。
3）仪表设备和信号电缆的屏蔽与接地不完善。
4）引下线和仪表电缆布线不合理。
5）位置空旷，易受雷电影响的罐区雷电防护措施设置不足。
2 化工行业仪表防雷的基本方法
雷击是小概率事件，提高雷击防护在技术上做不到万无一失，而且要付出经济成本。所以，应当因地制宜地采取防雷措施，防止或减少仪表系统雷电事故的损失。仪表防雷工程是一项系统工程，它是在建筑物防雷工程和供电系统防雷工程的基础上进行的，是由多专业配合完成的。仪表系统防雷的基本方法有：等电位连接；接地系统；信号电缆的屏蔽与接地；仪表设备的屏蔽与接地；合理布线；设置浪涌防护器。
2.1接闪
接闪装置属于外部防雷装置，包括接闪器、引下线和接地装置，承接50 %以上的雷电电流并将其泄入大地。
2.2等电位连接
雷击发生时，雷电经过的路径上将会产生瞬间电压升高，该路径与周围的金属物体之间形成瞬间电压，这种瞬间电压有可能击穿仪表设备内的绝缘体，从而损坏仪表设备，并产生电磁脉冲，干扰仪表系统的正常运行。等电位连接是指将厂区范围内的各金属设备设施、建筑物的电气装置、现场仪表的金属外壳、中间接线箱、仪表控制室内的设备、各组成原件等连接在一起，接入厂区的接地网，以减少各设备、装置之间的电位差，起到均压的作用。
2.3浪涌保护器的设置
浪涌保护器，即防浪涌端子，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电气装置。当信号回路中因为干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短时间内分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。浪涌防护器应安装在金属导轨上，将导轨作为接地汇流条。金属导轨作为浪涌防护器的接地汇流条是一种很好的连接方式，便于浪涌防护器的安装，也使浪涌防护器的接地连接简单可靠。
2.4接地系统
完善可靠的接地系统工程是防雷工程的基础，用于直击雷电流和雷电电磁感应电流的泄放，也是前三项措施得以发挥功效的基础措施。接地网络采用热镀锌扁铁进行构建，仪表系统的金属结构、外壳、控制室内的金属活动地板等应进行等电位连接。采用直接连接或导线连接的方式。采用机械连接方法时，应采用螺栓紧固压接、压接片等方式实现可靠、良好的压接，防止松动。采用焊接连接时，焊接处应采取防腐措施。
2.5信号线缆的敷设与屏蔽
2.5.1 信号线缆的敷设
埋地电缆应采用铠装电缆。架空电缆的敷设在桥架上的电缆槽盒内进行。由于钢铁材质防护电磁场的效能比其他常用材料好得多， 因此仪表防雷工程中的仪表电缆槽应采用全封闭钢板结构，槽体和所有金属部件应全程接地。
2.5.2 电缆的屏蔽
凡室外敷设的电缆（包括信号电缆、通信电缆和动力电缆），应采用屏蔽电缆全程穿钢管或封闭金属电缆槽的方式敷设。当采用金属铠装屏蔽电缆或互相绝缘的双层屏蔽电缆时， 可以不用穿钢管或全封闭金属电缆槽。
2.5.3 电缆接地方式
铠装屏蔽电缆的铠装层，需要多点接地或至少在线路的首、末两端接地。当铠装层多点接地时，各接地点之间的铠装层沿线路形成小回路，低频干扰电流的电磁场可能会有一部分透过屏蔽层，在电缆的护套内对信号产生干扰。为了防止多点接地所产生的低频干扰，可将铠装屏蔽电缆的外铠装层进行多点（至少首末两端）接地，电缆的内屏蔽层采用一端接地。这样既保证安全，又有利于抑制低频干扰。
2.6现场仪表防雷
现场仪表的防雷保护措施主要采用屏蔽、接地和安装防浪涌设备的方法。仪表应采用全封闭式的金属外壳，对于非金属外壳的仪表，应装在钢（铁）板材质的仪表保护箱内。现场仪表的金属外壳、现场接线箱及控制柜应通过金属安装支架或金属设备，就近接地或与接地的金属体相连接，使其成为现场等电位连接。现场仪表防浪涌设备的接地端子应与仪表外壳的接地端子相连接。现场仪表的安装位置较高，且无法改变安装位置时，有可能形成接闪物体。可将仪表安装在全封闭钢板材质的仪表保护箱内，并将仪表保护箱做接地处理。金属设备、容器、塔器和操作平台上的现场仪表须与设备和操作平台进行等电位连接。
3 化工企业防雷建议措施
3.1信息系统的电磁屏蔽
对信息系统的电磁屏蔽要加强：往往信息系统通道较容易受雷击影响，对电磁的影响最为大，是对预防雷电的重点工作，针对于信息系统的屏蔽系统有设备屏蔽和路线屏蔽两种方法，一般对线缆采用线路屏蔽措施，主要是对场内的线缆采取屏蔽安全措施的实施，防止某线路发生高压电时损坏厂内仪表等设备。信息系统的设备一般在建筑内的钢筋上做焊接工作，形成具有保护的金属隔离设备，在一定程度上对场内的磁场波动限制做有效的保护措施。
3.2 确保接地系统质量
经过多次对雷电事故的调查分析显示，多数事故都是由于接地系统工作没有做好，所引起的雷电事故，因此，在施工初期，就要将接地系统的施工质量家以保证，严格按照规程指标要求，做好接地系统工作后，应认真测试每一个接地点，确保接地系统功能的正常使用，在发生雷电时不会造成事故。
3.3避雷针设置时需谨慎
在设置避雷针时，厂内设置时不应单独设立，避雷针的作用一般用于防止直击雷的电流，当安装设置不当或高度较高时，对于引雷的概率较高，多以不应单独设立避免因雷电来袭造成的经济损失。
结语
综上所述，化工行业仪表自控系统的防护至关重要，防雷方式要经过各方面的结合后，做出有效的防雷措施，综合自动系统和现场仪表的特点，按照分流、接闪、均压、屏蔽和接地的线路，对厂内的各项防雷工作做出综合分析后，尽可能完善各系统，认真施行各项保护措施，确保装置区内的各项系统在雷雨天气来袭时可有效安全的正常运行。■
参考文献
[1] 李桢. 自动化仪表系统防雷的探讨[J]. 石油化工自动化，2008，05：68-71.
[2] 黄旭. 《石油化工装置防雷设计规范》编制中若干问题的探讨[J]. 电气应用，2012，11：38-44.
[3] 徐义亨，李龙，王秦岭，陆卫军. 自控设计中有关防雷的几个问题[J].石油化工自动化，2004，05：1-4.
关键词：化工行业；仪表系统；雷电防护
引言
雷电是一种灾害性天气现象，其作用时间短，放电瞬间产生极高的电压与瞬间电流，伴随产生的磁场和辐射对各类建筑物、通信系统、计算机网络等均有极大的破坏作用。化工行业大量使用仪表系统，自动化程度高。但仪表系统普遍存在绝缘强度低、过压和过流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点。仪表因受雷电影响而损坏或功能失效的问题显得比较突出。因此，本文深入分析了化工行业仪表系统防雷接地的基本措施和建议。
1 雷击对仪表的危害类型及防雷存在问题
1.1雷击对仪表的危害类型
雷击对仪表设备的破坏危害可分为成3种类型情况。
1）雷电直击。仪表设备被直击雷直接击中造成损坏或功能失效。
2）雷电感应。当接闪器接闪时，在引下线内会有强大的瞬时电流通过，对周围一定范围内仪表电缆产生电磁感应；或者，雷云放电时，空间存在强大的电磁场，强大的瞬变电磁场通过电容耦合、电感耦合在仪表设备和电缆上感应出很高的瞬态过电压，对仪表设备造成损坏或功能失效。
3）雷电反击。当雷电流通过接地体时，由于接地电阻的存在，虽然很小，但雷电流很大，可达几千安乃至上万安，致使接地体产生很高的电压降，此电压降使地电位大幅升高， 并与各种设备及网络形成很高的电位差，从而反向击穿设备，并且危及人身安全。
1.2化工行业雷电防护措施存在如下问题：
1）接地装置腐蚀严重，不能及时、有效传导雷电流并将其流散入大地。
2）部分装置的金属设备、框架或管道没有接地或接地连线不完好。
3）仪表设备和信号电缆的屏蔽与接地不完善。
4）引下线和仪表电缆布线不合理。
5）位置空旷，易受雷电影响的罐区雷电防护措施设置不足。
2 化工行业仪表防雷的基本方法
雷击是小概率事件，提高雷击防护在技术上做不到万无一失，而且要付出经济成本。所以，应当因地制宜地采取防雷措施，防止或减少仪表系统雷电事故的损失。仪表防雷工程是一项系统工程，它是在建筑物防雷工程和供电系统防雷工程的基础上进行的，是由多专业配合完成的。仪表系统防雷的基本方法有：等电位连接；接地系统；信号电缆的屏蔽与接地；仪表设备的屏蔽与接地；合理布线；设置浪涌防护器。
2.1接闪
接闪装置属于外部防雷装置，包括接闪器、引下线和接地装置，承接50 %以上的雷电电流并将其泄入大地。
2.2等电位连接
雷击发生时，雷电经过的路径上将会产生瞬间电压升高，该路径与周围的金属物体之间形成瞬间电压，这种瞬间电压有可能击穿仪表设备内的绝缘体，从而损坏仪表设备，并产生电磁脉冲，干扰仪表系统的正常运行。等电位连接是指将厂区范围内的各金属设备设施、建筑物的电气装置、现场仪表的金属外壳、中间接线箱、仪表控制室内的设备、各组成原件等连接在一起，接入厂区的接地网，以减少各设备、装置之间的电位差，起到均压的作用。
2.3浪涌保护器的设置
浪涌保护器，即防浪涌端子，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电气装置。当信号回路中因为干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短时间内分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。浪涌防护器应安装在金属导轨上，将导轨作为接地汇流条。金属导轨作为浪涌防护器的接地汇流条是一种很好的连接方式，便于浪涌防护器的安装，也使浪涌防护器的接地连接简单可靠。
2.4接地系统
完善可靠的接地系统工程是防雷工程的基础，用于直击雷电流和雷电电磁感应电流的泄放，也是前三项措施得以发挥功效的基础措施。接地网络采用热镀锌扁铁进行构建，仪表系统的金属结构、外壳、控制室内的金属活动地板等应进行等电位连接。采用直接连接或导线连接的方式。采用机械连接方法时，应采用螺栓紧固压接、压接片等方式实现可靠、良好的压接，防止松动。采用焊接连接时，焊接处应采取防腐措施。
2.5信号线缆的敷设与屏蔽
2.5.1 信号线缆的敷设
埋地电缆应采用铠装电缆。架空电缆的敷设在桥架上的电缆槽盒内进行。由于钢铁材质防护电磁场的效能比其他常用材料好得多， 因此仪表防雷工程中的仪表电缆槽应采用全封闭钢板结构，槽体和所有金属部件应全程接地。
2.5.2 电缆的屏蔽
凡室外敷设的电缆（包括信号电缆、通信电缆和动力电缆），应采用屏蔽电缆全程穿钢管或封闭金属电缆槽的方式敷设。当采用金属铠装屏蔽电缆或互相绝缘的双层屏蔽电缆时， 可以不用穿钢管或全封闭金属电缆槽。
2.5.3 电缆接地方式
铠装屏蔽电缆的铠装层，需要多点接地或至少在线路的首、末两端接地。当铠装层多点接地时，各接地点之间的铠装层沿线路形成小回路，低频干扰电流的电磁场可能会有一部分透过屏蔽层，在电缆的护套内对信号产生干扰。为了防止多点接地所产生的低频干扰，可将铠装屏蔽电缆的外铠装层进行多点（至少首末两端）接地，电缆的内屏蔽层采用一端接地。这样既保证安全，又有利于抑制低频干扰。
2.6现场仪表防雷
现场仪表的防雷保护措施主要采用屏蔽、接地和安装防浪涌设备的方法。仪表应采用全封闭式的金属外壳，对于非金属外壳的仪表，应装在钢（铁）板材质的仪表保护箱内。现场仪表的金属外壳、现场接线箱及控制柜应通过金属安装支架或金属设备，就近接地或与接地的金属体相连接，使其成为现场等电位连接。现场仪表防浪涌设备的接地端子应与仪表外壳的接地端子相连接。现场仪表的安装位置较高，且无法改变安装位置时，有可能形成接闪物体。可将仪表安装在全封闭钢板材质的仪表保护箱内，并将仪表保护箱做接地处理。金属设备、容器、塔器和操作平台上的现场仪表须与设备和操作平台进行等电位连接。
3 化工企业防雷建议措施
3.1信息系统的电磁屏蔽
对信息系统的电磁屏蔽要加强：往往信息系统通道较容易受雷击影响，对电磁的影响最为大，是对预防雷电的重点工作，针对于信息系统的屏蔽系统有设备屏蔽和路线屏蔽两种方法，一般对线缆采用线路屏蔽措施，主要是对场内的线缆采取屏蔽安全措施的实施，防止某线路发生高压电时损坏厂内仪表等设备。信息系统的设备一般在建筑内的钢筋上做焊接工作，形成具有保护的金属隔离设备，在一定程度上对场内的磁场波动限制做有效的保护措施。
3.2 确保接地系统质量
经过多次对雷电事故的调查分析显示，多数事故都是由于接地系统工作没有做好，所引起的雷电事故，因此，在施工初期，就要将接地系统的施工质量家以保证，严格按照规程指标要求，做好接地系统工作后，应认真测试每一个接地点，确保接地系统功能的正常使用，在发生雷电时不会造成事故。
3.3避雷针设置时需谨慎
在设置避雷针时，厂内设置时不应单独设立，避雷针的作用一般用于防止直击雷的电流，当安装设置不当或高度较高时，对于引雷的概率较高，多以不应单独设立避免因雷电来袭造成的经济损失。
结语
综上所述，化工行业仪表自控系统的防护至关重要，防雷方式要经过各方面的结合后，做出有效的防雷措施，综合自动系统和现场仪表的特点，按照分流、接闪、均压、屏蔽和接地的线路，对厂内的各项防雷工作做出综合分析后，尽可能完善各系统，认真施行各项保护措施，确保装置区内的各项系统在雷雨天气来袭时可有效安全的正常运行。■
参考文献
[1] 李桢. 自动化仪表系统防雷的探讨[J]. 石油化工自动化，2008，05：68-71.
[2] 黄旭. 《石油化工装置防雷设计规范》编制中若干问题的探讨[J]. 电气应用，2012，11：38-44.
[3] 徐义亨，李龙，王秦岭，陆卫军. 自控设计中有关防雷的几个问题[J].石油化工自动化，2004，05：1-4.