摘要：水泥厂中所配置的电气自动化系统的接地与防雷技术对整个企业的发展有着决定性作用。而当下我国有很多水泥厂的电气室由于间距较小，使得在配备设施的间距难以区分，这在雷雨天气很容易成为遭受雷电流的侵害的对象，极有可能威胁到人员的生命安全，并且对整个电气自动化系统造成难以恢复的伤害，从而导致企业遭受巨大的损失，且不利于企业今后的发展。因此，提高并改善电气自动化系统的接地和防雷技术势在必行，只有这样才能确保水泥厂电气自动化系统正常运转。
关键词：水泥厂；电气自动化系统；接地；防雷技术
引言
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。
一、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。
二、水泥厂电气自动化系统的接地技术
1、接地技术常识
(1)水泥厂DCS过程控制自动化系统接地的分类、目的、对象见表1。
(2)系统接地形式:系统接地形式主要分为等电位接地和单独接地。
(3)系统接地原则:单点接地。即凡有直接电气连接关系的“系统”,要把
电气连接的“集中汇聚点”设备做一个接大地。单点接地切断了所有地环路,可有效阻断“雷电地电位”和“电网地电位”人侵弱电系统的路径,这是防雷电、防浪涌,防干扰最有效的基础技术手段。
(4)系统接地电阻的阻值要求:
独立的安全保护接地、交流工作接地、直流工作接地其接地电阻≤4Ω共用接地体(联合接地系统、DCS系统、仪表系统)其接地电阻<1Ω独立的防雷保护接地电阻≤10Ω,防静电接地电阻≤100Ω。
三、水泥厂电气自动化系统的防雷技术
1、雷电流对电气自动化系统的影响
水泥厂电气自动化系统主要由各类电子器件构成,其抗电磁脉冲、过电流和过电压的能力较弱,如果电气自动化系统受到雷击,会严重损坏电子器件,致使整个水泥厂停止运行。
2、防止感应雷和直击雷的重要技术
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。
3、配电回路的防雷电措施
在水泥厂的日常运行过程中,雷电很容易通过电源进线侵害电气自动化系统,严重影响系统的安全运行。水泥厂供配电系统主要由110kv(35kv)/10kv(6kv)/04kv(023kv)三级电压构成。110kv(35kv)供电线路主要为架空线路,很容易遭受直击雷,在被直击雷击中后,雷电流会沿着供配电线路从低压线路藕合到变压器,通过电气自动化设备和电源线路,从而损坏计算机系统或者仪表。而其他两级电压都采用电缆线路,遭受直击雷的概率较低。针对110kv(35kv)架空线路的供配电系统,必须要做好防雷设计,加强雷电防护。电气自动化系统的电源系统必须采用三级雷电防护,第一级防护,即在水泥厂供配电室的电气自动化设备高压端安装通容量尽可能大的防雷装置;第二级防护,在低压配电装置的进线位置安装阀型防雷器;第三级防护,在配电箱出口回路位置安装防浪涌装置。同时,根据水泥厂的实际情况,可以采取第一、第二、第三级防护同时防护。通过设置多级电源防雷装置,最大程度地限制过电压、泄放过电流,防止雷电电流沿着电力线路进人电气自动化系统,提高电气自动化系统的安全性和稳定性。
另外,雷电流还可以沿着外界信号系统的网络线流人,破坏电气自动化系统而由于外界信号系统与水泥厂的运行直接联系较少,并且外界信号系统多采用光缆线路,可以有效地防止雷电流侵害,因此可以不考虑这种情况。
4、水泥厂电气自动化系统的其他防雷策略
为了进一步提高水泥厂电气自动化系统的安全性,除了对电气自动化系统的电源系统设置三级防护措施以外,水泥厂中央控制室要尽量在静电地板下铺设0.5见方的裸铜带格栅均压网,构成等电位的连接网络。另外,在中央控制室内加装等电位端子板,放射式端子板连接室内各种电气自动化设备,提高电气自动化系统的防雷效果。
结束语
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。
参考文献
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[4]史国君.论水泥厂电气自动化系统的接地和防雷[J].建筑工程技术与设计，2015（33）：1381.
论文作者:刘安文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/12
标签：水泥厂论文; 防雷论文; 电气论文; 自动化系统论文; 系统论文; 雷电论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第13期论文;