天然气分输站场自动化仪表系统防雷分析
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摘 要：随着我国自动化技术的发展，当前天然气分输站场采用了自动化控制的改造，用自动计量的方式来推动天然气计量的智能化发展和网络化发展。但是自动化计量系统绝缘强度较低，一旦遭受雷击很容易发生意外事故严重，影响系统的正常运行。所以本文着重分析雷电对自动化仪表系统的危害，然后探讨相应的防雷措施，希望可以给我国天然气分输站场自动化仪表的防雷设计提供一定的参考。
关键词：自动化仪表;雷击危害;防雷措施
1 天然气分输站场自动仪表系统防雷的意义
自动化仪表系统的绝缘程度较低，所以在遭受雷击时电脉冲、强电流和电磁场等会通过穿线管、仪表信号线、电源线等多种途径传递到自动化仪表系统中，严重影响设备的正常运行。如果不采取相应的防护措施，很可能造成设备工作的失灵，甚至造成设备的永久损坏。对于一些恶劣的情况，还可能带来生产事故和人员伤亡等。特别是对于天然气分输站产而言，一旦出现问题，不仅影响正常的天然气供应，还可能产生起火与爆炸等重大事故，因此在天然气分输站场必须要注重自动化仪表的防雷设计。
2 雷击对自动化仪表系统的危害
雷击对天然气自动化仪表系统危害形式主要体现如下：
①感应雷击：感应雷击是指发生雷电时，导电体会汇聚大量的电荷，然后产生电势差，在金属导体内形成放电，然后电流损坏自动化仪表设备。另外，还包括磁场、电辐射耦合等，也是利用金属导体产生电动势和电流，导致设备的损坏;
②直接雷击：直接雷击是指雷电击中仪表设备或者连接仪表设备的线路，这时仪表的传感器部件和电子线路板都会被大电流损坏。而且直接雷击还伴随着强大的感应磁场，信号传输线路的耦合会直接造成电子设备的损坏;
③过电压入侵：不论是直接雷击还是感应雷击，都会造成金属过线的过电压，这时电缆线和电缆槽等会产生较高的电势差，将高电压引入整个自动化仪表系统中，造成系统的损坏;
④反击：防雷装置在接单时会将电流引入地下，但是大地的电阻较大，并不能实现快速的电荷释放，反而因为电荷的堆积会造成局部电位上升，这时如果接地点和自动化仪表的安全距离过小，就可能产生电流击穿的问题，这一现象被称为反击。
3 自动化仪表防雷的措施
3.1 接闪与接地
通过接闪可以防护直接雷击，因此在自动化仪表系统中要设计接闪装置，并且和周围的设备均等化，保证接闪是不会产生反击问题。接地主要是将自动化仪表和各类电子设施分开保护，减少接地线产生的触生电感，也有通过自动化仪表与建筑物绝缘的方式来实现防雷保护的接地措施，他们的根本目的是将避免雷电和自动化仪表设备发生接触。在考虑接地时还可选用浮地和多点接地两种，或者交叉配合使用。在考虑接闪与接地问题时，必须要结合实际情况采取最为合理的措施，尽可能的减小雷击对自动化仪表系统的损害。
3.2 均压防护
产生雷击时瞬间电流会造成线路的电位升高，这时金属物体会形成电位差，产生击穿放电的现象，正是因为击穿放电才导致自动化仪表系统的损坏。所以，为了保证仪表系统的正常运行，可以将现有仪表的外壳、控制设备等金属连接在一起形成均压，这样在遭受雷击时金属外壳就不会产生过大的电压差，瞬间电流会很大的削减，就可以起到保护自动化仪表设备的作用。
3.3 屏蔽防护
天然气自动化仪表常采用大量的半导体和集成电路，所以在产生雷击时可能产生瞬间电磁脉冲，造成自动化系统的失灵和损坏。因此可采用屏蔽来阻挡电磁脉冲的传播，屏蔽防护主要有现场仪表屏蔽、信号线和电源线屏蔽、控制室屏蔽三种措施。现场仪表屏蔽是指将仪表的金属箱进行防雷屏蔽，保证他和其他金属设施处于等电位状态同，时要将基础设施接入到防雷接地系统中，这样可以有效减少雷击造成的损坏。信号线和电源线屏蔽是用多点接地的方式来保证线路之间形成回路，这样电磁场就能够透过屏蔽层，降低雷击时产生的低频干扰。控制室屏蔽是保护控制室的控制系统，措施是将控制室的结构钢筋交点处用金属网焊接，形成开口的屏蔽笼，同时將屏蔽了接入到防雷系统中，这样就能有效的起到保护控制室的作用。除上述措施外还可以采用分流来进行防雷保护，主要措施是在自动化仪表的系统中采用浪涌保护器，遏制瞬间通过自动化仪表的电压，这样也能有效的保护自动化仪表设备，减少雷击造成的损坏。在天然气分输站场中，多种防雷措施往往交叉使用，以此来达到最佳的防雷效果，不同的地区要结合实际情况，从需求入手采取合理的防雷措施。
4 结语
自动化仪表系统在天然气分输站场有着不可替代的作用，能够有效提高其智能化程度，但由于自动化仪表的绝缘程度较低，所以在遭受雷击时很容易因为电压击穿而产生损坏，因此必须要加强防雷保护。针对当前自动化仪表系统的实际应用，本文分析接闪与接地、均压防护、屏蔽防护三种自动化仪表的防雷措施，希望可以给我国天然气分输站场自动化仪表系统的防雷措施完善提供一定的方向。
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