水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术应用

张晶晶

（北京凯盛建材工程有限公司，北京 100024）

水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术应用

张晶晶

（北京凯盛建材工程有限公司，北京 100024）

随着水泥厂电气自动化水平的提高，对其防雷接地系统也提出更高的要求。电气系统运行中，很容易出现设备安全、人身安全以及信号干扰等问题，极大程度上制约水泥厂安全生产目标的实现。本文将对水泥厂接地系统相关概述，以及防雷技术在水泥电气自动化系统中的应用进行介绍。

水泥厂 接地系统 防雷技术 应用

作为水泥厂各生产工序运行的重要保障，电气自动化系统的综合性能是决定水泥厂生产目标实现的关键性因素。尽管近年来水泥厂电气系统建设中，逐渐将较多先进技术引入，但系统运行中仍可能出现较多异常情况，尤其在雷电流影响下，易导致电气自动化系统无法可靠运行。这就要求做好接地系统和防雷系统的设计和施工工作。本文分析接地系统与防雷技术在水泥厂电气系统中的应用，具有十分重要的意义。

1 水泥厂接地系统相关概述

接地系统是水泥厂电气自动化系统中很重要的一部分，关系着全厂设备的安全运行，现在的水泥生产线对于成本的控制都比较严格，设备布局比较紧凑，一般都要求全厂共用一个接地网，这样可以使各类防雷接地系统的接地线与共用接地网相连。对于其中应用的接地装置，由接地极和接地线构成，接地线也叫接地导体。其在构成上主要以接地极、接地导体为主，其中接地极是埋入地下并直接与大地紧密接触的金属导体及导电模块，接地线顾名思义就是电气设备接地端子与接地极之间连接的金属导体。从整个水泥厂接地系统看，主要以建筑防雷系统、中低压供配电工作与安全系统、自动化系统为主。一般在电气室、变电站、中控楼周围，沿建筑物将人工接地体构成环网，再用接地线将人工环网多点连接，自然接地体与人工接地体连接构成联合接地系统。

同时，接地系统设计中，考虑到人工接地功能需满足不同系统运行要求，但其却处于共用同一接地装置状态，此时要求做好接地电阻控制工作，尽可能使该电阻值保持在1欧姆以内。另外，在接地网设计中，对于TN-S配电系统，要求分离PE线、N线，其目的在于防止N线中有不平衡电流向接地端子流入，使电位偏移问题得到有效控制，对系统安全稳定性的提高将起到突出的作用［1］。

2 防雷技术在水泥电气自动化系统中的应用

2.1 直击雷与感应雷的防治技术

由于自动化系统一般多由弱电元器件组成，这些器件在运行中不具备较强的抗过电压、抗过电流以及抗电磁脉冲等能力，若有雷击问题出现在自动化系统中，电子器件很可能受到严重损坏，导致整个系统难以正常运行。这就要求在防雷击中，采取相应的措施。需注意的是尽管近年来针对直击雷、感应雷等带来的影响，水泥厂逐渐将接闪器、引下线构成的防雷设备装设在建筑物中，且中控室、电气室都布设有相应的控制仪表与设备，能够起到一定的防雷保护效果。但需注意由于这些控制仪表或设备应用下，如感应雷或雷电波等问题的存在，仍无法取得较好的防护效果。其中雷电波为例，其一般会通过电源线、仪表电源或信号线进入到控制设备中，会直接损坏仪表或控制设备。因此，实际设计过程中，应考虑使仪表设备的电源线和信号线远离避雷引下线，且注意避雷引下线与接地体连接位置、接地端子与接地体连接位置，这两个位置在间距上应超出2米，其目的在于使弱电设备接地电位受接地网电位变化的影响得以控制。另外，也要求在通讯电缆上尽量选择光纤材料，或直接将SPD浪涌保护装置设置于电源进线回路内，有利于防雷目标的实现［2］。

2.2 防雷电措施在配电回路中的应用

电气自动化系统运行中，电源进线一般为雷电侵入的媒介，所以电源进线的控制极为重要。以110kV供电线路为例，其作为架空线路，雷击发生的可能性极高，且供配电线路会直接将雷电流引入到变压器中，通过电源线进入设备，此时控制仪表与计算机系统都将被破坏。这就要求实际设计过程中，引入三级防护措施。其中第一级防护上，主要强调将通容量较大防雷装置设置在系统高压端处，而在第二级防护方面，可将阀型防雷器设置于进线位置处。对于第三级防护，需使防浪涌装置设置在配电箱出口回路上。通常水泥厂还设置多级防护，这些措施应用下，过电流、过电压等都可被限制，且电力线路将雷电流引入到电气系统中的问题也可得到最大程度的解决。此外，实际设计过程中，也需考虑到水泥厂中的外界信号系统部分，其网络线很可能将雷电流引入，所以在防雷过程中，要求将光缆线路引入到该系统中，尽可能使雷电流侵害带来的危害控制到最低程度。因此，当前自动化系统运行中，对于配电回路部分，应考虑对不同装置采取相应等级的防护措施，以此使防雷效果得到提高。

2.3 其他防雷措施的应用

电气自动化系统运行中，在对直击雷、感应雷等采取相应防护措施以及多级防护措施设置于电源系统外，也可采取其他相应的防雷措施。以中央控制室部分为例，可考虑将均压端子板铺设于静电地板下，这样可使等电位连接网络得以构建。或在设计过程中，将等电位端子板加装于中央控制室中，且使电气自动化设备与放射式端子板进行连接，这样在系统防雷效果上将得到极大程度的改善。综合来看，防雷措施应用下能够为系统运行提供保障，但需注意无论选取哪种防雷措施，都要求结合水泥厂电气系统实际情况，切忌出现盲目将相关的防雷技术或设备引入其中，其不仅难以起到防雷作用，且可能加重自动化系统运行的负担［3］。

3 结语

接地系统的合理设计与防雷技术的应用是现行水泥厂电气系统建设中需考虑的重要问题。实际进行防雷接地系统设计中，主要需结合水泥厂实际情况，构建相应的联合接地系统，为电气系统安全运行提供保障。同时，在防雷技术方面，可应用的主要以防直击雷与感应雷为主，并注意对配电回路采取相应的防雷措施，这样才可使雷电流对电气系统的影响被减少，为水泥厂综合效益的实现提供坚实的保障。

［1］郭庆军.水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术分析［J］.科技展望，2014（19）∶146.

［2］张方辉.水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术［J］.科技传播，2016（03）∶143-144.

［3］姜大宝.浅谈水泥厂电气自动化系统的接地技术和防雷技术［J］.四川水泥，2016（02）∶10.

张晶晶（1983—），女，天津人，本科，毕业于长江大学，工程师，研究方向：电气自动化。