浅谈石油化工装置设计中仪表系统防雷

王刚(中石化南京工程有限公司，江苏南京211100)

浅谈石油化工装置设计中仪表系统防雷

王刚(中石化南京工程有限公司，江苏南京211100)

分析了石油化工企业的仪表设备在实际使用过程中可能存在的雷击风险，并就如何提升防雷工作的质量提出了改进措施。

石油化工企业；仪表设备；防雷措施

1 雷击灾害对石油化工企业的仪表系统的危害

在石油化工企业的生产过程之中，生产工作的开展离不开仪表系统的正常工作，但是在实际应用过程之中仪表系统常会世道雷击灾害的影响，其对于仪表系统的危害主要包括以下的几个方面。

1.1 直接遭受雷击

在雷击过程之中，石油化工企业的仪表设备和相连的管线有可能会被雷电直接集中，当出现这种情况时仪表之中的电子线路会发生短路情况或是器件故障，严重时会引起仪表设备的损毁，在企业之中引起火灾。在某些情况之下雷电电流会沿着仪表进入地面，引起大范围的电磁冲击，使得一定范围内的电子设备出现运行故障。

1.2 雷电灾害引起过电压的侵入

在石油化工企业的生产过程之中使用的仪表一般在过电压之下使用。当仪表遭到雷击时会由于雷电影响在仪表之中形成向对应的电磁感应电流，在外界过电压和仪表设备内部的雷电电流的影响之下，仪表内部元件无法正常的工作，使得石油化工企业的经营效益受到影响。

1.3 静电感应伤害

在发生雷击时地面物体会产生感应电流，部分尖锐物体的电流会集中至其端点，非常容易造成雷击。在石油化工企业的仪表使用过程之中也会积累电荷，当电荷积累到一定程度时就会造成直接雷击，雷击之后产生的电流会流入设备内部，对设备的元件完整性和功能性造成影响。

1.4 形成反击电流

一般在石油化工企业之中使用的防雷方式时通过设置避雷针和避雷网的引雷设备将电流引入地面，避免对仪表造成影响。但是地面的电阻较大，当雷击产生的强电流流入大地之后会出现一定的延迟，且由于电阻问题电流不会很快的传开，在地面形成局部的高电位，假如这时仪表设备位于这个高电位区域就会导致地面电流重新流入仪表设备之中，形成反击电流影响仪表的正常使用。

2 石油化工企业的仪表系统防雷工作现状

在石油化工企业的生产过程之中主要的仪表设备一般属于DCS系统，这一系统的主要功能是对企业的生产过程进行调控，当前石油化工企业的生产设备运行需要较为全面的控制系统参与监管，控制工作数量巨大且较为复杂，其系统的复杂性使得对于热工自动化控制系统的结构和运行效率有着较高的技术要求。在实际使用的过程之中，DCS系统设计需要充分利用其网络状分散结构的优势，在设计过程中保证使用过程中的兼容性和可扩展性，实现对多生产系统运行操控对象的同时控制，保证自动化运行的效率。这一系统能否正常运行直接影响石油化工企业的生产质量。

但是，DCS系统之中存在者较多的电子仪表和设备，其非常容易受到外界环境的影响，当发生雷击时，生产现场的仪表和智能控制系统很有可能会受到外界感应电流的影响，造成运行状态的混乱，进而影响到整个生产管理系统的运行效率，使得整个管理系统出现严重的故障，在故障严重时还需要停止生产过程，对企业的经济效益有很大的影响。通过对石油化工企业的雷击灾害的数据分析，每年由于雷击灾害而出现的系统故障和企业的生产损失极为严重，因此，在未来的发展过程之中进行仪表系统的防雷设施建设时企业发展的重点，提升系统的防雷电效果可以提高企业的生产效率和经济收益。

3 防雷建设措施

石油化工企业的防雷建设目的较为清晰，即在建设之中保证仪表系统不受到雷击伤害。根据不同的生产情况和企业的环境应该采取不同的措施。技术人员应该确定合适的防护方案和防雷措施，经济高效的实现仪表系统的防雷。

3.1 接闪

接闪设备的主要功能时在发生雷电灾害时完成对直击雷的吸引，避免直击雷击中引起仪表系统故障，石油企业的仪表系统布置地点都需要进行引雷防雷设施的布置，根据仪表的实际分布情况来确定接闪器的安装位置，提高防雷工作的进行效率。

3.2 分流均压

在发生雷击时对仪表系统造成较大的危害的就是雷击时的高电压和高电流，其一旦流入仪表系统的内部就会造成电子元件的损毁，严重时会导致火灾。因此，在防雷建设之中应当通过对雷击时高电流进行分流，对高电压进行均压处理来避免雷击对仪表系统的破坏性影响。当前实现分流均压的主要方式时通过在仪表设备上进行地线引流处理，可以避免高电压电流的对设备的影响。

3.3 接地系统建设

当前在防雷措施的使用过程之中，防雷击效果最好的仍然是设备接地。因此，在建设过程之中首先要做的就是对仪表设备的接地线路进行优化。接地防雷措施的基本原理是在电子设备和大地之间建立等电位体，当发生雷击时，接地线路可以将雷电产生的大量能量传递给大地，避免设备之中由于通过大量能量造成的损坏和故障。在接地设施的建设过程之中，工程人员要注意防雷接地一定要单独设立入线端子，并且在石油化工企业之中的电子设备、导电管道等都需要进行接地处理。

4 结语

当前的石油化工企业为了提升对生产过程的管理在实际生产之中使用了大量的电子设备和仪表，有效提升了生产效率。但是电子设备在使用之中容易遭到雷击，因此，在生产之中可以通过设置接闪器、地线分流和接地系统等来实现仪表系统的防雷。

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