（新疆独山子石化动力公司 833699）
摘要：雷电是石油化工行业中电子电气设备的一大危害，其危害方式多样，造成的影响不容小视。所以在石油化工行业低压配电及控制系统中引入诸如接闪、均压、接地、屏蔽等防雷技术，不仅能避免石化行业的资源浪费、保障企业正常运转、也可以避免不必要的人员伤亡。
关键词：防雷技术；低压配电；控制系统；石油化工业
随着我国经济逐渐发展，国力逐渐增强，石油化工行业的整体规模越来越大，已经成为国民经济体中的一个重要组成部分。在科技发展迅速的当下，电子设备在石油化工行业的应用也越来越广，但雷电的存在却是电子设备正常运行的巨大威胁，不能解决雷电对石油化工行业低压配电及控制系统的恶劣影响，将会极大地威胁企业的财产和人员生命安全。上世纪90年代，在石油化工行业，国外已经开展了低压配电系统的防雷技术研究，而部分国内企业却对这一问题认识不足，为此，本文将对这一问题做以简要分析、探究，为以后的相关工作提供一些参考。
一、雷电对低压配电及控制系统的危害
雷电对石油化工行业低压配电及控制系统的危害形式多种多样，远比我们想象的复杂，主要有以下几种。
（一）直接雷击
直接雷击，是指雷电直接击中石油化工行业的电子电气仪表设备或者与之连接的管路，这种雷击的影响力和破坏力巨大，不仅会损坏电子电气仪表的传感器，还有可能影响变送器的正常运作，损坏变送器的电路板。雷电流通过仪表支架流入大地，产生强大的感应磁场，入侵到信号运输线路中进而耦合到控制室内，对控制室中的DCS等电子设备造成损坏。
（二）感应雷击
1、静电感应
静电感应产生在雷云来临时，这时，电离子分散，地面的一些导体开始积聚电荷，当电荷积聚到足够量便会向外放电，这些释放的电流一旦进入电子设备，就会对其造成损坏。
2、电磁脉冲辐射
不同于静电感应，电磁脉冲辐射是已磁场形式存在的。雷电流在流动过程中会在通道周围形成磁场并向外辐射出大量的电磁波，这些电磁波会耦合到控制室的各种电子设备中，产生感应电动势导致电子设备失灵，造成整个系统瘫痪。
（三）过电压侵入
直接雷击和感应雷击都会使导线或者管路过电压，这种过电压能够把高电位顺着导线或管路引到低压配电及控制系统中，电压不符造成对电子设备的干扰或损坏。
（四）反击
现有的防雷设备都是通过接地装置把电流引入到地下，因为大地电阻存在，雷电电荷无法立即泄放，这势必会导致局部地区的电位高度上升，可能最高可达几十万伏。如果低压配电及控制系统的接地体与该电位升高地恰巧没有达到足够的安全距离，控制系统和该地就会出现反击电流现象，对低压配电及控制系统造成干扰和破坏。
二、低压配电及控制系统的防雷技术重要性
（一）提高雷电防范效果
大型的石化企业都对供配电有很高的要求，电子设备出现电力故障不仅会导致装置损坏并停工，还可能危及人员的生命安全，造成灾难性的后果。我国石油化工行业对雷电防护认识不足，低压配电及其控制系统建设中很少考虑到防雷问题，少数也只是通过避雷针的方法进行雷电规避。事实上石油化工企业设施不同于普通的建筑物，避雷针的运作原理与石油行业的电子设备相冲突，不仅不能高效避雷还会影响电子设备本身的运作。在低压配电及控制系统中加入防雷技术，可以使电子设备与其协调配合、互不冲突，达到防雷的效果，进而保证企业正常运行。
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（二）延长设备使用寿命
雷电入侵会破坏相关电子设备的性能，导致设备没有达到使用年限便不得不被淘汰，而将防雷技术引入到低压配电及控制系统中，便会减少电流入侵，达到保护设备的效果，很好地延长了电子设备的适用年限，这无疑会减少企业浪费，提高企业受益，从大方面讲，也是一种对能源的节约。
三、低压配电及控制系统的防雷技术分析
雷电对低压配电及控制系统的损害形式不单一，其防雷技术也不止一种，我国石化企业应采取以下几种防雷技术，灵活并综合运用，避免造成不必要的损害和伤害。
（一）接闪
接闪技术主要是应对直接雷击现象，采取的方式通常是利用建筑物的防雷装置，结合周边储油罐、油库等设备，建设统一的防雷系统。
（二）均压
均压技术主要是应对感应雷击现象，是为避免前述所说的局部地点电位瞬间升高而设计的。将石化企业的现场设备设施全部连接在一起，具体到金属设备、仪表的金属外壳、电气控制室内DCS设备等的组件和元件等，避免某一地点电位瞬间升高进而导致感应雷击的问题出现。还要注意完善控制室内的防雷接地系统，从而达到等电位的连接。
（三）接地
接地是指将工作地和保护地连接在一起，并连接到防雷接地系统中，达到并提升防雷的技术效果与手段。接地主要是应对现有石化行业低压配电及控制系统中多点接地和浮地两种防雷技术的不足而产生的。
多点接地是将电气、电子设备的工作地和保护地分开，虽然这种设计可以就近接地且缩小了接地线的寄生电感，当较大的雷电波入侵低压配电及控制系统时，电子设备同样不能避免因为高压受到损坏。浮地技术相对于多点接地而言，是对电气系统内部的所有相关电子设备设置了外壳接地，但仍避免不了遭遇较大雷电时线路回路中出现高压电流穿过绝缘体保护层损坏连接的电子设备的问题。
综上，多点接地和浮地两种技术都不能做到避免雷击，只有将工作地和保护地连接在一起，并连接到防雷接地系统，才能提高整个系统的防雷能力，避免不必要的损失和伤害。
（四）屏蔽
当下我国石化行业低压配电及控制系统主要是由半导体材料构成的，当雷电击中会产生瞬态电磁脉冲并辐射到系统的电子元件上，造成电子元件的损坏。因此，采取屏蔽技术对瞬态电磁脉冲进行衰减或阻挡至关重要。控制系统是整个石化行业的指挥中心，具有牵一发而动全身的地位。控制室设置无窗形式，运用钢筋连接交点的方式连接电气，在控制室内设置保护接地装置，减少电流逗留时间，避免损坏电子设备。并采取综合布线的方式，将控制系统内的信号线和电源线设置为同等长度，避免电磁波干扰。
（五）分流
分流技术是防雷技术中一项关键技术。目前，我国许多大型的石油化工行业安装了电气低压配电回路，若在每个回路上安装SPD系统势必会增加大量的成本，很不现实。这就需要在安装SPD这个必须的系统时，做好以下两方面工作。首先，采用c级防雷标准在变压器的低压部位和电气电源上安装SPD；其次，采用b级标准在PLC、UPS等零配件上安装SPD；当周边场地障碍物少时，对电动机、配电箱等系统配件也要采用b级防雷技术标准。
结语
石油化工行业在我国经济体中占有举足轻重的地位，其发展态势对整个国民经济具有重大影响。当下，我国石化行业的相当一部分低压配电及控制系统的防雷技术并不到位，不少现场还没有统一的规范及实施，解决这一问题避免雷电这一自然想象对其生产运营造成损害和人员安全造成伤害具有现实意义。
参考文献
[1]李大亮，薛松.石油化工行业低压配电及控制系统的防雷技术分析[J].化学工程与装备，2015（8）.
[2]郭超杰.石油化工行业低压配电技术应用的质量控制[J].安装，2013（12）.
[3]杨丽萍.石油库低压配电及控制系统防雷技术[J].信息化建设，2015（12）.
论文作者:张丛勃
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/18
标签：防雷论文; 控制系统论文; 雷电论文; 电子设备论文; 低压配电论文; 石油论文; 技术论文; 《电力设备》2016年第8期论文;