（淄博港华燃气有限公司 山东 淄博 255000）
【摘 要】随着SCADA系统近年来在天然气领域的应用不断扩大，其建设及防护要求也逐步提高，本文就SCADA站点建设及相关设备防护方法进行了简要探讨。
【关键词】SCADA系统；站点建设；设备防护方法
Research of SCADA System Site Construction and Method of Prevention of Accounting Device
Wang Shao-jie
【Abstract】With a wide spread of SCADA system in natrue gas field in recent years, coupled with increasing requirement for SCADA system construction and prevention, this article mainly analyzes the consruction of SCADA site and prevention methods of accounting device.
【Keywords】SCADA system; Site construction; Prevention method
【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）16-0213-02
1.引言
近十年来，燃气行业快速的发展，燃气业务也随之不断的扩大，用户不断增多，管网、场站及相关配套设备逐步增多。为了保证管网及场站运行安全，配套的信息系统，例如SCADA系统广泛的在各家燃气公司得到应用，但是由于建设速度快，早期建设又因认识不足、技术力量储备不足等原因，使得SCADA系统在建设中出现了许多问题，尤其是外围的SCADA终端站点建设，因为SCADA服务器一般由专业软件公司进行建设，具有较强的专业性，而外围的SCADA站点建设则更多有燃气公司自主施工建设，由于无具体标准，无固定模式，根据港华集团近年来的建设经验，在外围站点的建设过程中，由于不规范施工导致许多问题，轻则会导致数据采集传输出错，重则会导致设备损坏，甚至引发事故，今天我们就根据港华集团部分SCADA建设经验来进行SCADA系统外围站点建设及相关设备的防护方法进行探讨。
2.存在问题
根据目前的技术交流及实际应用中发现，在SCADA系统外围施工建设及设备防护问题中，主要存在以下三类问题。
（1）布线问题
SCADA系统站点建设的布线在很多公司应用中都存在部分混乱无序的情况，混乱无序的布线会导致一旦线路出现问题，无法及时有效的查找问题，还会因与其他线路交叉不合理的问题（例如与场站避雷网交叉）导致设备带电甚至损坏。
（2）防静电及防雷问题
很多燃气公司在SCADA建设的初期往往会存在着对设备防雷、防静电防护不到位的问题，以港华集团为例，在日常集团对于各JV公司的检查中就发现了这一问题，线路未接地，接地方式错误，防雷防浪涌设备未接地、现场设备未接地等情况，此类情况均有可能会导致设备损坏。
（3）设备防护性能不足，防爆标准选择错误
在现场比较容易出现的一个问题就是防爆区内使用非防爆设备，防爆设备类型使用错误等，此类情况一旦出现问题，则可能会酿成较大事故。
3.方法探讨
以下我们分别就以上三类问题涉及到的建设施工方法及防护办法进行讨论。
（1）建设时的布线问题
①由于SCADA系统数据采集线路一般采用地埋方式进行布设，为防止施工及虫鼠咬破坏线缆，布线时应使用铠装线缆或者套装镀锌钢管，根据使用情况来看，建议优先使用套装镀锌钢管的方式，因为采用此种方式，可以提供更高强度的防护，且由于镀锌管丝接方式及自身的特性，在布线时就会更加规整、走线更加规范，也有利于准确的标记布线位置。还有一点要提到的是，在进行SCADA系统防雷防静电防护时，使用镀锌钢管更加容易及明确的进行接地防护（可在SCADA终端采集箱对镀锌钢管集中跨接接地）。
②另外一个问题，在布线时不建议直接由SCADA终端采集箱直接布线至数据采集设备，调压箱/柜内可加装防爆接线盒，对于门站及调压站工艺区可在工艺区边缘设置集中式的防爆接线盒，通过接线盒再集中接入SCADA终端采集箱。此种方式利于SCADA线路图纸标示及存档，更可避免当接入设备较多时，造成的接线混乱问题，否则一旦线路出现问题，就难以进行查线维修工作。
③另外在进行布线时，应尽量避免与避雷带及其他带电线路交叉或距离过近，一旦出现这类问题，如果SCADA系统防雷防静电效果不好，会导致其他异常电流接入SCADA系统导致SCADA设备及数据采集设备（变送器、流量计等）损坏，造成经济损失甚至安全事故。
（2）防雷防静电问题
这是一个早期容易被忽视的问题，早期的SCADA配套建设中就经常欠缺此类防护，港华集团近年来对此类问题也逐渐开始重视。比较早期的错误认识是防雷问题，只要有防护设备就可以了，但根据实际运行经验及以往的案例来看，防雷防静电设备，如果使用不当，不仅起不到防护作用，甚至有可能适得其反。对于SCADA系统而言，终端设备以及相关的数据采集设备价格较高，且电子化程度越来越高，一旦出现设备损坏，可能带来的经济损失十分巨大，因此做好SCADA系统防护工作十分重要，对于SCADA系统的防雷防静电主要分为以下三个部分。
①终端数据设备防护
一般终端设备主要有信号防雷、漏电保护、设备防浪涌、安全栅等组成，以上防护设备一般都集成在SCADA系统的终端箱内，对于此类设备防护一个最重要也是最基本的问题就是接地，没有接地以上设备无法起到作用，在接地时建议采用集中接地排的方式进行集中接地，如图1。
图1 集中式接线排
②现场设备防护
流量计及变送器等设备易受外部电流影响，其结果可能会导致数据传输错误、传输不稳定甚至设备损坏，以上设备均应进行接地防护，一般现场设备内部均带有内部接地点，可在建设时直接引入内部接地线进行接地防护，但对于一些早期没有进行接地防护，未预留线路的设备防护，可采取外部接地方式进行防护（一般流量计、变送器等设备均预留有外部接地口），可直接由设备外部接地点引线至工艺区或调压箱/柜接地点进行接地，同时对于没有防浪涌功能的设备，还应外接防浪涌保护器，具体方式如图2、图3。
图3 外接式防浪涌保护器
③线路接地
这是一个极容易被忽视的问题，因为一般认为线路埋在地下，镀锌套管等已经进行接地，无需单独接地，但并非如此，线路也应进行单独接地，其接地主要分为屏蔽线缆屏蔽层接地及镀锌套管接地。屏蔽线缆屏蔽层主要是阻止谐波γ即干扰信号，保证屏蔽层内信号传输正常的作用，但必须通过接地进行实现；同时接地后还能大幅减弱电缆导线因雷电感应产生的电感电压，保护电气设备，但在接地时不应采用两端接地方式，即现场数据采集设备端及SCADA终端箱端同时接地，因为一般的PLC控制系统大多为高速低电平控制装置，信号交换的频率一般小于1MHz,两端接地可能会因为两端电势不相等，造成电势环流，进而对信号产生影响，产生信号误判，因此应采用一端接地，并应在SCADA终端箱端进行接地排集中接地。
对于镀锌套管及铠装电缆的钢甲层，在有强电时也应有接地，有此类情况时，应设置为两端接地，一旦出现电缆绝缘层老化等情况导致强电流泄漏时，可有效防止漏电伤人。
（3）设备防爆性能不足的问题
经过近两年来港华集团对JV公司的场站检查中发现，存在着设备防护性能不足，防护设备选择错误的问题，在燃气场站防爆区内使用的防爆设备应采用隔爆型（EXD）或本安型(EXI)，一般来说隔爆型设备可普遍使用于各类区域，对于防爆设备与防爆绕性管镀锌钢管的连接方式，集团也有相关安装建议：对于Dg25MM及以下的钢管螺纹施合不应少于5扣，对于Dg32MM以上的钢管螺纹不应小于6扣，对于处于1区内的设备还应有锁紧螺母，接线方式如图4。
图4 防爆接线盒
4.结语
以上针对SCADA外围站点建设中容易出现的问题进行了探讨， SCADA系统作为燃气管网安全运行的一项重要保证，其自身的安全运行也尤为重要，只有不断地提高认识，不断的改进，才能更加有效的做好建设及设备防护工作，进而有力的保证燃气管网的安全运营。
参考文献
[1]苏彩虹,傅强,陆英娣.浅谈管道SCADA监控系统的雷击防护[J].仪器仪表用户,2011,第3期.
[2]陈少祥.浅析管道企业SCADA系统雷电防护[J].科技视界，2014,05期.
[3]张天基.长输管道SCADA系统的建设实践[J].油气储运，2008,27期.
[4]刘立新,杨鹏,王欣阳,田锋,刘莉莎.防雷防静电设施安全技术检验[J].石油化工安全环保技术,2001,第2期.
[5]徐刚.论防爆电气设备选型与安全应用[J].中国石油和化工标准与质量,2009,第1期.
作者简介：王少杰，男，汉族，1997年毕业于西安建筑科技大学城市燃气专业，大学本科,现任淄博港华燃气有限公司总监。
论文作者:王少杰
论文发表刊物:《建筑知识》2017年16期
论文发表时间:2017/7/19
标签：设备论文; 防护论文; 防雷论文; 系统论文; 终端论文; 方式论文; 镀锌论文; 《建筑知识》2017年16期论文;