当前位置: 防雷知识 >> 加油站自动化系统防雷分析及改造措施
引言

  由于闪电的电磁脉冲无孔不入地从空间各方位侵袭各种现代科技设备。

        所以现代的防雷技术必须针锋相对,即全方位的防护、层层设防、综合治理,要考虑各行各业的不同特点,要同时保护人、物和设备这三种对象免受雷害,混合机 搅拌机 混合机 无重力混合机 PCB设计 物流软件 不用品回収 磷化液 切削液须把防雷工程看成一个系统工程。

  本文根据所在加油站之实际情 况,制定出弱电系统防雷改造设计方案。

  需求分析

  环境概况

  本站位于东营市孤岛城郊、四周空旷。站油库内设有油罐储存区、汽车加油区、卸油区、油泵房、润滑油品库房、实验室、办公区和固体油库房、50米高的铁塔避雷针等设施和建筑物组成。年平均雷暴天数为32.5天,处于中等防雷区,站内自动化程度较高,采用了大量的电子信息设备。

  雷击分析

  由雷电引起的雷电电磁脉冲能量通常达几百焦耳,峰值电流高达上千安培,对以集成电路为主的计算机、交换机等各种仪器设备造成严重威胁,而且通常它们的抗电强度仅为几十伏,而雷电感应引起的过电压通常都在几百乃至几千伏以上,足以对电子设备造成严重威胁甚至使其损坏。

  现有系统隐患

  本站已有防雷措施,对防直击雷及爆炸危险环境中设备的防雷防静电有效,但对防雷电脉冲和弱电子设备的干扰效果不很理想。

  从设备遭受雷击的现象来分析,加油机及其控制系统、大罐液位及温度控制系统、办公室内部计算机等弱电设备均无遭受直击雷的明显痕迹,而且以上设备分布较分散,分布面积较广,控制室、加油亭等接地系统未采用等电位联结端子板的一点接地方式,存在电位差,控制电缆穿钢管部分两端未接地,部分采用单层屏蔽电缆未采取双层屏蔽措施,由于存在以上原因,当弱电设备遭遇雷电电磁脉冲感应过电压时就会引起弱电设备损坏。

  防护原理

  整体的雷电防护系统由三部分组成,每部分都有其重要作用,不存在替代性。外部防雷,由接闪器、引下线、接地体组成,可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护,由合理的屏蔽、接地、布线组成,可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防雷,由均压等电位连接、过电压保护组成,可均衡系统电位,限制过电压幅值。全面、综合的雷电防护措施如图1所示。

  外部防雷  
 
  外部防雷是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地释放,并且应符合层次性原则,即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地;层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。

  如图2所示,防雷保护区又称电磁兼容分区,是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域:LPZ0A区,本区内的各物体都可能遭到直接雷击,因此各特体都可能导走全部雷电流,本区内电磁场没有衰减。LPZ0B区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,但本区电磁场没有衰减。LPZ1区,本区内的各物体不可能遭到直接雷击,流往各导体的电流比LPZ0B区进一步减少,电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区(LPZ2区等)如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场,就应引入后续防雷区,应按照需要保护的系统所要求的环境区选择后续防雷区的要求条件。  

  屏蔽

  屏蔽的目的是为了减少电磁干扰,其包括静电屏蔽和电磁屏蔽。防雷所采取的基本屏蔽措施为:建筑物和房间的外部屏蔽措施,以合适的路径敷设线路,线路屏蔽。

  等电位  

  等电位就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差,即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等。

  由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器组成一个电位补偿系统,通过该系统,可以在极短时间内形成一个等电位区域,这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部,所有导电部件之间不存在显著电位差。

  浪涌保护器SPD

  现代防雷技术措施,特别是等电位连接能得以实现,一个重要原因是有了一种现称为浪涌保护器的防雷设备。浪涌保护器英文简称为SPD(Surge Protection Device,SPD)。SPD是随着高新技术设备防雷的需要而发展起来的器件,其目的在于限制瞬态过电压和分走浪涌电流。浪涌保护器有分流和等电位连接两个用途。

  接地

  接地就是要将引下的雷电电流疏散到大地中。接地体(Earth electrode)的定义为:埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。

  防护方案

  防直击雷

  此场区内大部分为具有2区爆炸危险环境的建筑物,根据《建筑物防雷设计规范》(2000年版)的规定,应去掉现有避雷针,采取各建筑物独立防雷。罐区防雷依照《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004要求,由于该场区内罐区罐壁厚度大于4mm,只做防雷接地。

  加油亭为具有2区爆炸危险环境的建筑物,其电子设备较多,划为第二类防雷建筑物。在加油亭顶棚设避雷带,沿顶棚四角设防雷引下线,并沿建筑物四周设闭合的环形接地体,将进出建筑物的各种金属管道和户外防雷接地装置可靠联结。

  办公、控制室内有大量电子设备,划为第三类防雷建筑物,沿女儿墙设避雷带,沿房间四角设防雷引下线,并沿建筑物四周设闭合的环形接地体,将进出建筑物的各种金属管道和户外防雷接地装置可靠联结。

  电缆屏蔽接地改造

  由于此加油站位于中等防雷区,故不做房屋屏蔽。将双层屏蔽的自控电缆其外屏蔽层及电缆备用芯在控制室及设备两端接地;单层屏蔽的控制电缆穿钢管两端接地。

  电源系统防雷

  根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000)版规范要求,在办公室、控制室、加油亭等建筑物内弱电子设备比较集中区域的电源进线箱及弱电设备电源侧,应根据设备的伏安特性水平来加装相应的SPD保护器。有效的使雷电感应过电压降到电子设备能承受的过电压水平。

  信号系统防雷电电磁脉冲

  在微电子设备的前端加装相应的电源防雷保护器和网络线保护器、数据线保护器或信道保护器,统称为SPD,数据线浪涌防护器装于数据线进入设备端,根据网络标称电压,浪涌电流1.5kA,设备耐压40V的信号SPD。

  通讯系统防雷整改措施

  将办公室及加气亭内接收机、网络集线器等通讯设备的信号接收端及电源进线端设SPD保护器。

  接地改造措施

  在办公、控制室女儿墙增加防雷接地、等电位联结装置;在加气亭建筑内增加等电位联结装置,并设环行接地装置,将进出建筑物的电气金属管线及室外加气机外壳可靠联结。

  结语

  现代防雷技术高速发展,但目前仍没有十全十美的防雷措施。人们对雷电的认识还是一个不断发展和完善的过程,目前能做到的就是综合运用各种防雷手段,以减少雷电带来的损害。


友情链接:潜水泵