发电厂DCS系统的防雷与接地

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1、发电厂DCS系统的防雷与接地[作者：佚名

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4、更新时间：2005-5-17

5、文章录入：xdxt]文章标题：发电厂DCS系统的防雷与接地摘要：本文就目前发电厂内存在的防雷问题出发，结合雷电侵入的途径、防雷的一般措施、国际国内的防雷标准提出了OBO公司对发电厂的DCS系统的防雷接地的解决方案，希望对电力行业的安全生产能有所帮助。关键词：发电厂、DCS、防雷、接地、等电位连接、OBO一、前言雷电是一种自然放电现象，它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。自从人类进入到电气化时代以后

6、，雷电的破坏由以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。随着近年来电子技术的飞速发展,人类对电气设备尤其是计算机设备的依赖越来越严重，同时电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，而这些高精度的微电子设备内置大量的CMOS半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。）结果是各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的的安全运行造成严重

7、威胁。据统计，全世界每年因雷害造成的损失高达十亿美元以上。发电厂的通信系统、MIS系统、DCS系统是对雷电分敏感的弱电子设备，特别是DCS系统如果出现故障，会严重影响发电厂的正常生产。今年造成300亿美元损失的美加大停电最初的起因就是雷击。由于有了这样深刻的教训，我国电力系统对雷电防护更加关注了。电力系统相关部门也正在采取更完善防护措施。发电厂的厂房属国家级二类防雷建筑物，一般来说，在建厂时已经具备依据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94设计的直接雷击防护措施，而且接地系统都做得很完善。但是对于内部的设备防雷目前还没

8、有做到非常系统的防护。二、一般防雷理论2.1雷电侵入的途径雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：1.直击雷直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达5000KV，具有极大的破坏力。如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：1．巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故，危害人身和设备安全。2．雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。3．雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。2.传导雷远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电

9、源线路和通信线路传至建筑物内，损坏电气设备。3.感应雷云层之间的频繁放电产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压，峰值可达50KV。4.开关过电压供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电源线路上产生高压脉冲，其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。2.2完善的雷电保护系统完善的雷电保护系统设计结构如下：那么概括的说，当今电子设备的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护五种方法。a.分流利用避雷针、避雷带或避雷网等将雷电流沿引下线安

10、全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。b.屏蔽计算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。c.等电位连接将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接。d.接地在计算机网络系统中，为保证其稳定可靠的工作、保护计算机网络设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。接地和等电位连接方式。

11、可参照下图：e.过电压保护在电子设备的信号线、电源线上安装相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。主要的保护器件为氧化锌压敏电阻、二极或三极放电管、快速箝位二极管等，根据需要进行组合，形成完整的防雷保护器。2.3防雷分区根据IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护标准，计算机系统的防雷保护区分为四个区域，各区交界处应作相应的防雷处理。各区划分如下：LPZ0A区：直击雷作用区，处于建筑物避雷针系统保护区以外的区域，由于本区内所有物体均有可能遭受直接雷击，并可能导走全部雷电流；另外

12、本区能所有物体均处于雷电电磁场最强处，故对于雷电的感应最强。LPZ0B区：感应雷主作用区，处于建筑物避雷针系统保护区内，但未经空间首次电磁屏蔽，雷电作用电磁场并不衰减，处于此空间的所用可导电物体均可感应较强雷电流的区域。LPZ1区：建筑物屏蔽区，本区内各物体不可能遭受直击雷，流往各导体的雷电流比0B区进