仪表系统防雷工程设计及应用
石油化工仪表系统的防雷隐患分析及防雷技术的应用研究

关键词 :仪表 系统
一
前 言 雷 电是 一 种 自然 现 象 ,它 能 释 放 出 巨 大 的 能 量 、具 有 极
、
强大的破坏 能力 ,由雷击 引起 的灾 害 事故 正呈 现上 升 趋势 。 近年来 ,石 油化工 企业 的规模 、数 量不断 扩大增 加 ,仪表 系 统 向网络化 、智 能化方 向发展 。 二、石油化 工仪表系统 防雷现状分析 D S控 制 系 统 是 石 化 企 业 生 产 过 程 控 制 的 指 挥 中 心 ,它 C 的一举 一动都影响着石化企 业 的生产 ,也是 一个 复杂 的弱 电 控制系统 ,如图所示 ,因此 容易 受到外 部的 干扰 ,特别 是雷 电浪涌的入侵对控制系统 的影 响很大 :一 方面可 造成仪 表设 备的损坏 ,另一方面也可造成 D S系统故 障 ,严重 时可能造 C 成整个生产装置的停车 ,石化企业每 年 因 D S及仪表 系统受 C 雷 电侵入而造成的损失很大 ,因此 D S及仪 表系统 的二次 防 C
现 代企 业教 育
MODE E T R R S E U TON RN N E P IE D CA I
37 0
百 。 论 I 斟 云
爱 的 力量一 电影 《 弱点》 的教 育解 读
石 摘 飞 ( 山东丝绸纺织职业学院 山东 淄博 25 0 ) 5 3 0 要 :本 文以美国电影 《 弱点》 的为例 ,结合影片情节反思 了爱在教 育中的重要作 用,指 出育人需先润心 ,爱是教 师工 电影 《 弱点》 教 育
设避雷带 ,经引下线 接至地下 网 的防雷 系统 ;若控制 室和 生 产装置 在同一建筑物 内 ,则防直 击雷 的要求应 连 同生 产装 置 的特点来综合确定 和设计 。避雷 引下线 的位置 要与 引入控制 室的管道和电缆 隔开一段 距离 ,以减小对 它 的电磁感应 。现 场仪表系统的防雷 ,应 根据周 围的储 油罐等设 备 的实 际情 况
仪表系统防雷工程设计及应用

仪表系统防雷工程设计及应用摘要:介绍了仪表系统防雷等级划分方法,结合高雷区仪表系统的防雷工程设计,从控制室建筑物、现场仪表系统、控制室内仪表系统几个方面阐述了仪表系统防雷工程的设计及应用。
关键词:防雷工程;电涌防护器;接地;雷电防护等级近年来,由于仪表系统遭受雷击或雷电电磁脉冲而造成生产装置、大型机组停车的情况屡有发生。
为保证仪表系统的正常运行,避免或减少雷电袭击导致的直接及间接经济损失,对仪表系统实施适宜的防雷工程是很有必要的。
1仪表系统雷电防护等级划分及防雷工程实施仪表系统雷电防护等级的划分,采用被保护系统的重要程度结合当地年平均雷暴日来分级确定,具体见表1。
被保护系统的社会、经济和安全重要程度主要根据安全等级的评价、事故可能伤亡人数及事故可能造成的经济损失来综合评定。
其分类可以参考SH/T 3164-2012《石油化工仪表系统防雷设计规范》的表3.3来确定。
举例:项目所在地年平均雷暴日53d/a,社会、经济和安全重要程度分类为第二类,因此根据表1综合评估,该项目仪表系统雷电防护等级按一级防护划分。
根据SH/T 3164-2012《石油化工仪表系统防雷设计规范》第5.1.2条,防雷等级为一级的区域和控制室应实施仪表系统防雷工程。
2仪表系统雷电综合防护仪表系统防雷工程是一项系统工程,由多专业配合完成,才能达到仪表系统的有效防护。
IEC1024-1 中提出外部防雷和内部防雷的概念,按此分类主要的雷电防护措施如下:外部雷电防护(直击雷防护)措施包括接闪器、引下线、接地装置等。
其作用是:拦截击向建筑物的雷击,把雷电电流从雷击点直接引入大地泄放。
内部雷电防护(感应雷、反击雷)措施包括等电位连接与接地、屏蔽、合理布线、设置电涌防护器以及采用高抗干扰度的仪表系统等。
以下主要从控制室防直击雷、现场仪表和控制室内仪表系统几方面来介绍仪表系统的防雷设计。
3控制室防直击雷设计控制室的防雷设计主要由建筑和电气专业参照GB50057《建筑物防雷设计规范》及电气专业的有关规范进行设计。
SH3081-1997石油化工仪表接地设计规范

4仪表系统防雷接地
4.0.1为了增强仪表控制系统的防雷效果,保护现场仪表、DCS及PLC的I/O卡件在遭受雷击时免遭损坏,可在现场变送器上和控制室现场电缆引入处加装浪涌保护器。浪涌保护器能将雷击时几十微秒内产生的感应电流、感应电压引入大地,以免损坏敏感的电子部件。
2保护接地
2.0.2对于安全电压值的规定,各国并不完全相同。我国习惯采用36V和12V,国外有的规定为50V和25V,日本有的公司规定60V以下的用电仪表可以不作保护接地。本规范中规定24V或低于24V供电的现场仪表,变送器、就地开关等,若无特殊要求时可不作保护接地。
3工作接地
3.0.4在仪表系统中,传输各类信号时,为了减少噪声的干扰,大量使用屏蔽电缆。当信号源没有接地时,屏蔽电缆应在控制室侧接地;当信号源本身接地时,如接地热电偶、氧化还原电极、PH值电极等,屏蔽电缆应在现场信号源侧接地。
5.0.1仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的保护接地,应接至厂区电气系统接地网,接地电阻小于4Ω。
5.0.2仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的工作接地(信号回路接地、屏蔽接地),可按以下两种方式进行:
5.0.2.1当厂区电气系统地网接地电阻值小于4Ω,且能满足仪表系统的要求而仪表制造厂又无特殊要求时,可直接接至厂区电气系统接地网;
本规范条文中要求严格程度的用词,在执行时按下述说明区别对待:
A.0.1表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”
反面词采用“严禁”。
A.0.2表示严格,在正常情况下应这样做的用词:
仪表接地规范标准[详]
![仪表接地规范标准[详]](https://img.taocdn.com/s3/m/ed019e8e5727a5e9856a61fa.png)
1 总则1.0.1 本规适用于石油化工企业自动控制工程的仪表、PLC、DCS、计算机系统等的接地设计,装置的改造可参照执行。
本规不适用于操作控制室、DCS机房、计算机机房等的防静电接地设计。
1.0.2 接地系统按功能可分为保护接地、工作接地与仪表系统防雷接地。
1.0.3 执行本规时,尚应符合现行有关标准规的要求。
2 保护接地2.0.1 用电仪表、自控设备的金属外壳和正常不带电的金属部分,由于绝缘破坏而有可能带危险电压时,均应作保护接地。
它们包括:仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等。
2.0.2 24V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等,若无特殊要求时,可不作保护接地。
2.0.3 安装在非爆炸危险场所的金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与已接地的金属表盘框架电气接触良好时,可不作保护接地。
3 工作接地3.0.1 仪表、PLC、DCS、计算机系统等,应作工作接地。
工作接地包括:信号回路接地、屏蔽接地、本质安全仪表系统接地。
3.0.2 当仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备,需要建立统一的基准电位时,应进行信号回路接地。
3.0.3 当PLC、DCS、计算机系统与模拟仪表联用时,应对模拟系统与数字系统两者提供一个公共的信号回路接地点。
3.0.4 仪表系统中用以降低电磁干扰的部件(如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子等),应作屏蔽接地。
除信号源本身接地者外,屏蔽接地应在控制室侧实施。
3.0.5 本质安全仪表系统中必须接地的本安关联设备,应根据仪表制造厂的要求可靠接地。
3.0.6 本质安全仪表系统的信号回路地和屏蔽地,可通过接地汇流与本质安全地连接在一起。
4 仪表系统防雷接地4.0.1 位于多雷击区或强雷击区的石油化工装置,当控制室PLC、DCS、计算机系统仪表电缆引入处及现场仪表已设置了电涌保护器时,电涌保护器应进行仪表系统防雷接地。
石化行业标准

ISO13705-2006,MOD
5
SH/T3040-2012
石油化工管道伴管及夹套管设计规范
本标准规定了石油化工蒸汽和热水外伴热管道、蒸汽夹套管道的设计和安装要求。
本标准适用于石油化工管道用蒸汽和热水外伴热管道、蒸汽夹套管道的设计和安装。
SH/T3040-2002
6
SH/T3059-2012
本标准适用于陆上长输油气管道新建、扩建和改建工程的各类站场布置。
28
SH/T 3408-2012
石油化工钢制对焊管件
本标准规定了石油化工钢制对焊管件(包括弯头、异径管、三通、管帽等)的尺寸、公差、技术要求、检验、试验和标志等要求。
本标准适用于石油化工管道用公称直径为DN15~DN3400的钢制对焊管件的制造及验收。
SH/T3143-2004
14
SH/T3144-2012
石油化工离心、轴流压缩机工程技术规范
本标准规定了石油化工用单轴离心压缩机、轴流压缩机及其驱动机、辅助设备在设计、制造、检测和试验等方面的要求。
本标准适用于石油化工行业离心压缩机、轴流压缩机的工程设计及设备采购。
本标准不适用于通风机、鼓风机和整体齿轮压缩机、膨胀机,也不适用于海洋平台上安装使用的离心压缩机。
本标准不适用于非金属管道及非金属衬里管道的施工及验收。
22
SH/T3550-2012
石油化工建设工程项目施工技术文件编制规范
本标准规定了石油化工建设工程项目施工技术文件的编制与管理要求。
本标准适用于石油化工建设工程项目新建、改建、扩建及检修改造工程。
23
SH/T3610-2012
石油化工筑炉工程施工技术规程
本标准规定了泵区的形式和泵、电动机等的选用以及泵机组的布置和管道的设计要求。
石油化工仪表接地设计规范

石油化工仪表接地设计规范1 总则1.0.1 本规范适用于石油化工企业自动控制工程的仪表、PLC、DCS、计算机系统等的接地设计,装置的改造可参照执行。
本规范不适用于操作控制室、DCS机房、计算机机房等的防静电接地设计。
1.0.2 接地系统按功能可分为保护接地、工作接地与仪表系统防雷接地。
1.0.3 执行本规范时,尚应符合现行有关标准规范的要求。
2 保护接地2.0.1 用电仪表、自控设备的金属外壳和正常不带电的金属部分,由于绝缘破坏而有可能带危险电压时,均应作保护接地。
它们包括:仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等。
2.0.2 24V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等,若无特殊要求时,可不作保护接地。
2.0.3 安装在非爆炸危险场所的金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与已接地的金属表盘框架电气接触良好时,可不作保护接地。
3 工作接地3.0.1 仪表、PLC、DCS、计算机系统等,应作工作接地。
工作接地包括:信号回路接地、屏蔽接地、本质安全仪表系统接地。
3.0.2 当仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备,需要建立统一的基准电位时,应进行信号回路接地。
3.0.3 当PLC、DCS、计算机系统与模拟仪表联用时,应对模拟系统与数字系统两者提供一个公共的信号回路接地点。
3.0.4 仪表系统中用以降低电磁干扰的部件(如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子等),应作屏蔽接地。
除信号源本身接地者外,屏蔽接地应在控制室侧实施。
3.0.5 本质安全仪表系统中必须接地的本安关联设备,应根据仪表制造厂的要求可靠接地。
3.0.6 本质安全仪表系统的信号回路地和屏蔽地,可通过接地汇流与本质安全地连接在一起。
4 仪表系统防雷接地4.0.1 位于多雷击区或强雷击区内的石油化工装置,当控制室内PLC、DCS、计算机系统仪表电缆引入处及现场仪表已设置了电涌保护器时,电涌保护器应进行仪表系统防雷接地。
仪表接地规范

1 总则1.0.1 本规范适用于石油化工企业自动控制工程的仪表、PLC、DCS、计算机系统等的接地设计,装置的改造可参照执行。
本规范不适用于操作控制室、DCS机房、计算机机房等的防静电接地设计。
1.0.2 接地系统按功能可分为保护接地、工作接地与仪表系统防雷接地。
1.0.3 执行本规范时,尚应符合现行有关标准规范的要求。
2 保护接地2.0.1 用电仪表、自控设备的金属外壳和正常不带电的金属部分,由于绝缘破坏而有可能带危险电压时,均应作保护接地。
它们包括:仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等。
2.0.2 24V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等,若无特殊要求时,可不作保护接地。
2.0.3 安装在非爆炸危险场所的金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与已接地的金属表盘框架电气接触良好时,可不作保护接地。
3 工作接地3.0.1 仪表、PLC、DCS、计算机系统等,应作工作接地。
工作接地包括:信号回路接地、屏蔽接地、本质安全仪表系统接地。
3.0.2 当仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备,需要建立统一的基准电位时,应进行信号回路接地。
3.0.3 当PLC、DCS、计算机系统与模拟仪表联用时,应对模拟系统与数字系统两者提供一个公共的信号回路接地点。
3.0.4 仪表系统中用以降低电磁干扰的部件(如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子等),应作屏蔽接地。
除信号源本身接地者外,屏蔽接地应在控制室侧实施。
3.0.5 本质安全仪表系统中必须接地的本安关联设备,应根据仪表制造厂的要求可靠接地。
3.0.6 本质安全仪表系统的信号回路地和屏蔽地,可通过接地汇流与本质安全地连接在一起。
4 仪表系统防雷接地4.0.1 位于多雷击区或强雷击区内的石油化工装置,当控制室内PLC、DCS、计算机系统仪表电缆引入处及现场仪表已设置了电涌保护器时,电涌保护器应进行仪表系统防雷接地。
石油化工仪表接地设计规范标准

石油化工仪表接地设计规1 总则1.0.1 本规适用于石油化工企业自动控制工程的仪表、PLC、DCS、计算机系统等的接地设计,装置的改造可参照执行。
本规不适用于操作控制室、DCS机房、计算机机房等的防静电接地设计。
1.0.2 接地系统按功能可分为保护接地、工作接地与仪表系统防雷接地。
1.0.3 执行本规时,尚应符合现行有关标准规的要求。
2 保护接地2.0.1 用电仪表、自控设备的金属外壳和正常不带电的金属部分,由于绝缘破坏而有可能带危险电压时,均应作保护接地。
它们包括:仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等。
2.0.2 24V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等,若无特殊要求时,可不作保护接地。
2.0.3 安装在非爆炸危险场所的金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与已接地的金属表盘框架电气接触良好时,可不作保护接地。
3 工作接地3.0.1 仪表、PLC、DCS、计算机系统等,应作工作接地。
工作接地包括:信号回路接地、屏蔽接地、本质安全仪表系统接地。
3.0.2 当仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备,需要建立统一的基准电位时,应进行信号回路接地。
3.0.3 当PLC、DCS、计算机系统与模拟仪表联用时,应对模拟系统与数字系统两者提供一个公共的信号回路接地点。
3.0.4 仪表系统中用以降低电磁干扰的部件(如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子等),应作屏蔽接地。
除信号源本身接地者外,屏蔽接地应在控制室侧实施。
3.0.5 本质安全仪表系统中必须接地的本安关联设备,应根据仪表制造厂的要求可靠接地。
3.0.6 本质安全仪表系统的信号回路地和屏蔽地,可通过接地汇流与本质安全地连接在一起。
4 仪表系统防雷接地4.0.1 位于多雷击区或强雷击区的石油化工装置,当控制室PLC、DCS、计算机系统仪表电缆引入处及现场仪表已设置了电涌保护器时,电涌保护器应进行仪表系统防雷接地。
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仪表系统防雷工程设计及应用
发表时间:2015-12-23T11:35:07.300Z 来源:《电力设备》2015年5期供稿作者:高晶[导读] 天津辰力工程设计有限公司仪表系统雷电防护等级的划分,采用被保护系统的重要程度结合当地年平均雷暴日来分级确定。
高晶
(天津辰力工程设计有限公司天津 300400)摘要:介绍了仪表系统防雷等级划分方法,结合高雷区仪表系统的防雷工程设计,从控制室建筑物、现场仪表系统、控制室内仪表系统几个方面阐述了仪表系统防雷工程的设计及应用。
关键词:防雷工程;电涌防护器;接地;雷电防护等级近年来,由于仪表系统遭受雷击或雷电电磁脉冲而造成生产装置、大型机组停车的情况屡有发生。
为保证仪表系统的正常运行,避免或减少雷电袭击导致的直接及间接经济损失,对仪表系统实施适宜的防雷工程是很有必要的。
1仪表系统雷电防护等级划分及防雷工程实施仪表系统雷电防护等级的划分,采用被保护系统的重要程度结合当地年平均雷暴日来分级确定,具体见表1。
被保护系统的社会、经济和安全重要程度主要根据安全等级的评价、事故可能伤亡人数及事故可能造成的经济损失来综合评定。
其分类可以参考SH/T 3164-2012《石油化工仪表系统防雷设计规范》的表3.3来确定。
举例:项目所在地年平均雷暴日53d/a,社会、经济和安全重要程度分类为第二类,因此根据表1综合评估,该项目仪表系统雷电防护等级按一级防护划分。
根据SH/T 3164-2012《石油化工仪表系统防雷设计规范》第5.1.2条,防雷等级为一级的区域和控制室应实施仪表系统防雷工程。
2仪表系统雷电综合防护仪表系统防雷工程是一项系统工程,由多专业配合完成,才能达到仪表系统的有效防护。
IEC1024-1 中提出外部防雷和内部防雷的概念,按此分类主要的雷电防护措施如下:外部雷电防护(直击雷防护)措施包括接闪器、引下线、接地装置等。
其作用是:拦截击向建筑物的雷击,把雷电电流从雷击点直接引入大地泄放。
内部雷电防护(感应雷、反击雷)措施包括等电位连接与接地、屏蔽、合理布线、设置电涌防护器以及采用高抗干扰度的仪表系统等。
以下主要从控制室防直击雷、现场仪表和控制室内仪表系统几方面来介绍仪表系统的防雷设计。
3控制室防直击雷设计控制室的防雷设计主要由建筑和电气专业参照GB50057《建筑物防雷设计规范》及电气专业的有关规范进行设计。
控制室建筑物接闪器采用接闪网方式,接闪网设置多根专用引下线,经引下线接至电气接地网。
接闪网不应大于5mx5m或6mx4m,引下线的间距不应大于12m。
引下线的位置要与引入控制室的管道和电缆隔开一段距离,以减小电磁感应。
4现场仪表系统的防雷设计4.1现场仪表系统的防护和接地室外现场仪表应采用全封闭金属外壳或安装在全封闭的金属防护箱内,并就近接地或与接地的金属体相连接。
4.2 现场仪表电涌防护器的设置直击雷、感应雷侵入仪表控制系统时,主要表现为瞬间出现的极高浪涌电压,而电涌防护器可以把绝大多数浪涌电流泄入大地,将线路电压限制在安全范围内,从而保护仪表电子器件的安全。
装置区大多数仪表都安装在设备或管道上,这些设备和管道都是良导体。
另外,装置所在的框架或厂房都采取了防雷措施,加上仪表本身体积较小,仪表直接“接闪”的可能性较小。
只有极少数的位于空旷地带或位于装置高点的仪表,容易遭受直击雷雷击。
安全仪表系统的仪表信号对于生产运行及事故安全联锁极为重要。
因此,为保证安全仪表系统的正常运行,对所有安全仪表系统的仪表均设置电涌防护器。
综上,设置电涌防护器的仪表范围:1.外部雷电防护区外的仪表2.安全仪表系统的仪表。
4.3 电缆的敷设和屏蔽仪表防雷工程中的仪表电缆桥架应采用全封闭钢板结构。
设置电涌防护器的仪表与保护管之间采用金属挠性管全程保护。
敷设电缆的保护管、电缆桥架应保证分段良好的电气连接,每隔20m处及拐弯、分支处采用1x6mm2接地线就近接地或与接地的金属设备、结构、框架进行电气连接。
5控制室内仪表系统的防雷设计5.1电缆入口接地排的设置电缆桥架及保护管除在进建筑物处的室外应与电气专业的接地设施连接外,还需要在进入室内处与单独设置的接地排相连接。
本项目控制室有三个仪表电缆进线口,在进线口相邻的室内墙侧采用4mmx40mm(厚x宽)的铜条设置三处独立的电缆入口接地排。
进线口处仪表桥架采用1x6mm2接地线与接地排相连。
5.2 机柜内电涌防护器的设置电涌防护器在控制系统中主要应用于电源、信号和通讯回路中。
(1)电源电涌防护器80%的雷击事故是发生在供电回路中,因而针对电源系统设置电涌防护器至关重要。
根据电源回路的特征,在市电交流配电柜、UPS 交流配电柜和直流电源配电柜的输入侧安装供电线路电涌防护器,分级保护电源系统的安全。
(2)信号电涌防护器
感应雷引起的电磁脉冲作用在电缆上,会产生较高的浪涌电压,因此重要回路的电缆两端都应安装电涌防护器。
即现场仪表端设置电涌防护器的回路,在控制室端也应设置电涌防护器(防雷栅)。
仪表电缆进入控制室后,应先接电涌防护器,再接后续的仪表及控制系统。
(3)通讯电涌防护器
在雷电来袭时电位会大幅度波动,两台远距离的通讯设备间会产生较大的电位差,并通过通讯电缆产生放电,对通讯端口及通讯模块造成破坏。
因此在通讯接口的两侧设置电涌防护器,以避免浪涌电压的产生。
5.3 机柜接地系统设置
为保证电涌防护器机柜与所连接的分组接地排的间距不大于0.5m,采用4 mm x40mm(厚x宽)的铜条延机柜底部,设置环型接地排作为仪表总接地排。
该环形接地排在两边采用不同路径分别直接与室外的接地装置相连。
机柜内设置保护接地汇流排、工作接地汇流排及电涌防护接地汇流排。
工作接地汇流排、电涌防护接地汇流排应安装在绝缘支架上,保护接地汇流排可直接安装在本体上。
机柜内汇流排采用1x6mm2的接地线与仪表总接地排相连。
5.4 操作台、事故盘等的接地
操作室内的操作台、事故盘、打印机及防静电地板的保护接地采用1x6mm2黄绿接地线与机柜室内仪表总接地排相连。
6结束语
仪表系统的防雷工程设计应根据防护目标的具体情况,综合考虑雷电损失和防雷投资成本,因地制宜地采取防雷措施,经济有效地防护和减少仪表系统雷击事故的损失。