淺談智能儀表控制系統防雷措施

發布：2018-12-18 | 點擊：人次

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隨著工業產業的飛速發展，工業過程相互關聯與控制更加緊密，相應的過程信息與檢測管理提出了更高的要求，智能儀表控制技術是自動化儀表控制在工業生產應用中的發展，標志著生產過程控制進入了新階段。由于智能儀表控制系統中的工控機、各種通訊模件、安防器件以及現場測量儀表大都運用電子器件的集成電路組合，這些微電器件普遍存在絕緣強度低、耐電涌能力低等致命弱點，在雷暴季節常遭雷擊的侵害，輕則造成幾臺儀表計算機輸入輸出模塊部分擊壞，重則造成整個裝置控制系統癱瘓，被迫停工檢修，造成巨大的損失。因此，非常有必要在這些控制和生產裝置加入防雷裝置。

雷電侵入途徑

由于計算機技術在工業管理中的普遍應用，雷電涌侵入導致計算機與通訊故障也越來越多。當電涌超過計算機的承受能力時，將出現數據亂碼，芯片被擊壞，甚至損壞軟件系統，造成接收／輸送數據中斷。要徹底保護設備的安全運行，應該采取多級防護措施，使防雷效果安全更可靠。

研究智能儀表控制系統防雷應從外部系統防雷與內部系統防雷兩方面入手。外部防雷措施主要解決感應雷擊對測量儀表的危害。電涌侵入途徑主要有信號電纜引入感應電涌進入側量儀表電路破壞絕緣，擊穿微電元器件，造成儀表故障和直擊感應雷通過表體直進儀表電路，擊穿電路模件造成故障。解決措施是重新按防雷規范要求審查裝置的整體避雷措施及信號通訊電纜接地，合理布線以及金屬儀表箱的接地。對于重點聯鎖信號的保護系統應設置浪涌器；內部防雷系統主要是指智能儀表控制系統的電源防雷保護，控制顯示單元、操作系統、工程師站等數據處理設備的接地，以及進出計算機信號通道防雷和局域網相關聯的交換機、網卡等信號、電源的防雷措施。

預防雷擊的做法

3.1改進接地系統

（l）安全保護地、控制柜、操作臺、工程師站、電源柜等機殼接地都要用扁鋼連接到一起。

（2）儀表信號地、計算機輸入輸出信號地是儀表測量的參考點，所有儀表工作電源如24V負端和此地相連構成等電位。

（3）本安地、安全柵、隔離柵、安全器等接地也要同儀表信號參考點連接到一起，構成等電位系統，接地集結在一點，電阻不能大于lΩ。

3.2暇源防浪涌

智能儀表控制系統的電源是從配電系統進入計算機主控室。電源系統是從發電廠通過變壓器、配電系統zui后供儀表系統使用，在雷暴天氣中電源輸送進由于環韋多途徑長，極可能遭受雷擊，因此此時的電源并不是380v或220v、50Hz交流電，而是參雜了各種雜波的浪涌電壓，如果不設置防浪涌保護系統，那么使用中的電器設備會因超過耐壓極限而發生事故。將總配電進來的A、B、C、D三線四相并接至電源浪涌器所相對的A、B、C、D接線柱上。在雷暴時感應雷浪涌通過電涌保護器保護將過載電流匯入大地，輸出電壓鉗制在安全工作區內，確保電源安全運行。電源防浪涌系統如圖1所示。

3.3信號通道電涌器

信號通道電涌器應確保正常狀態下儀表各類檢測信息傳遞準確、穩定、靈活，雷暴天氣又能將過壓電涌泄放到大地，鉗制輸出電壓在安全區域，從而確保信號傳輸的安全。從使用效果看，安裝電涌器防雷大大提高了雷暴天氣下智能儀表裝置的安全系數。信號避雷系統如圖2所示。

應用防雷產品應注意以下因素：

（l）定期檢查維護智能儀表控制系統工程電源系統接地、匯流條、接地體生銹、斷裂等故障，及時修理使其恢復正常，定期檢測電阻（電阻應保持在1只）。如發現電阻值增高應查明原因并進行降阻。

（2）按比例對電涌器進行年檢，因為電涌器長期使用，電子器材會因老化而導致動作電壓下降，致使防雷參數不合格。

（3）電源防雷柵一般使用在配電系統中。有許多產品都有報警裝置，一旦防雷柵過度發熱，裝置會自動斷開，并發出光電聲等報警信號。應定期檢查其外觀狀況與泄流接地腐蝕情況。在選用電源浪涌器時要注意負載的大小，選擇合適的浪涌保護器。

3.4檢修實例

快事達粘膠實業購進的德國Profil-ClipGmbH公司生產的SKT-H5全自動軟包裝分裝機所采用的變頻器為西門子公司的420變頻器，接線圖如圖3所示，在2009年6月的雷雨天下顯示"F002”故障，表示是過電壓引起，期間共燒毀了三臺變頻器，究其原因，是由于電源系統未有采用防雷技術所致。后采用了圖1所示的電源防浪涌系統后，再沒有發生同類故障現象。

結語

隨著全球性氣候變暖，暖濕氣活動頻繁，雷暴天氣呈上升趨勢。為了使工業生產的智能儀表控制系統安全可靠運行，學習和借鑒先進的防雷措施以及選用優質的防雷產品勢在必行。

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