工廠自動化控制系統(tǒng)防雷設(shè)計與應(yīng)用

工廠自動化控制系統(tǒng)防雷設(shè)計與應(yīng)用

Summary：隨著科學(xué)技術(shù)在我國的不斷進步，各個行業(yè)都得到了快速的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)逐漸被廣泛的應(yīng)用到了工廠內(nèi)。目前，工業(yè)領(lǐng)域的工廠在進行自動控制的過程中，通過對計算機IPC或可編程控制器的采用，實現(xiàn)了相應(yīng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的形成，使數(shù)據(jù)的采集、過程的控制以及信息的傳送，具有自動化以及一體化的特征。雷電是最為常見的一種自然現(xiàn)象，通過與實際工作情況的結(jié)合能夠得知，自動控制系統(tǒng)最大的威脅來自于雷電，因此，需要從防雷技術(shù)方面，對自動控制系統(tǒng)進行不斷的深入研究，以此來使其能夠具備更強的防雷性能，并實現(xiàn)對防護范圍的拓展。Keys：工廠；自動化控制系統(tǒng)；防雷設(shè)計；應(yīng)用根據(jù)國內(nèi)各工廠運行狀況方面，對自動化控制系統(tǒng)所做出的調(diào)查能夠得知，自動化控制系統(tǒng)中的故障50%-60％都是由雷擊造成的。換句話說雷害是自動化控制系統(tǒng)最主要的故障原因，此類問題在高原或者山區(qū)中較為常見。自動化控制系統(tǒng)在高原及山區(qū)的自動化控制系統(tǒng)之所以會頻繁受到雷擊，其主要是由于此類高原和山區(qū)有著特殊的高度和氣候，因此，自動化控制系統(tǒng)在該地區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)故障。一、雷電的危害類型（一）直接雷擊：直接雷擊指的就是，具有自動控制功能的設(shè)備及其相連的管路，在現(xiàn)場被雷電直接擊中后，在強加熱和電動力的影響下，無法保證完好的控制模件及電子線路。通常來說，由于工廠對防雷保護進行了完善的設(shè)計，因此，設(shè)備很少會受到直擊雷帶來的損壞。感應(yīng)雷擊：自動控制系統(tǒng)以及具有用電需求的設(shè)備在進入現(xiàn)場后，如果受到雷電帶來的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)這兩種作用，就會受到損壞[1]。雷電過電壓：其會導(dǎo)致金屬導(dǎo)管以及金屬管道中形成雷電波，尤其是天線或架空電線會向自動控制系統(tǒng)引入高電位，進而干擾和破壞系統(tǒng)。反擊雷：在接閃防雷裝置的過程中，瞬間形成的強大電流，會從引下線向接地裝置中流入，由于大地存在電阻，無法向大地快速泄放雷電電荷，因此必然會導(dǎo)致局部地帶出現(xiàn)高電位，如果接地體在自動控制系統(tǒng)中與該點的距離，無法得到安全的保障，就會導(dǎo)致兩者之間出現(xiàn)放電現(xiàn)象，進而導(dǎo)致反擊電流的產(chǎn)生，設(shè)備中不具有絕緣性能的部分會被直接擊穿，進而對設(shè)備造成干擾或是損壞。二、受到雷電危害的原因1.運行維護問題。由于自動化控制系統(tǒng)有著嚴重的老化現(xiàn)象，并且所有已有的自動化控制系統(tǒng)中都有著過高的接地電阻。由于自動化控制系統(tǒng)受到嚴重的雷擊損壞時，普遍存在著過高的電阻。通過對此類自動化控制系統(tǒng)的分析能夠得知，自動化控制系統(tǒng)之所以會受到雷害是由于歷史因素—高山土壤中過高的電阻率等;不合理的設(shè)計參數(shù)——輸電線路不合理的施工；電阻在運行過程中的逐漸升高—線路不合理的接地改造等[2]。2.自動化控制系統(tǒng)缺乏高質(zhì)量的接地施工，并且自動化控制系統(tǒng)缺乏數(shù)量充足的接地裝置，例如接地體的嚴重腐蝕，逐年增加的接地電阻、殘缺不全的接地裝置等，接地裝置受到以上損壞后，會導(dǎo)致自動化控制系統(tǒng)無法保持正常的防雷能力，甚至?xí)哟罄讚魡栴}的出現(xiàn)幾率。3.未達到預(yù)期的接地改造質(zhì)量效果。改造接地裝置有著較強的隱蔽性，如果無法做到接地改造施工質(zhì)量的嚴格檢查，或是在工程施工完成后只對其進行了驗收，使無法做到對接地改造施工所留下的安全隱患的發(fā)現(xiàn)的，例如：由于投機取巧、偷工減料等所導(dǎo)致的輸電線路不達標(biāo)的防雷水平等問題。三、防雷設(shè)計與應(yīng)用處理接地裝置隨著接地電阻在設(shè)備中的增加，會降低高壓輸電線路的抗雷能力。等級越高的電壓會對設(shè)備接地起到更加重要的作用。針對有著較高電阻率的土壤地區(qū)來說，需要通過對相關(guān)方法的更換，來對接地網(wǎng)形式和突然進行更換，以此來實現(xiàn)對電阻的降低。針對頻繁發(fā)生雷擊的區(qū)域來說，主網(wǎng)線路設(shè)備需要保證接地電阻大于10Ω，山區(qū)也需要大于15Ω。在雷雨季到來之前，針對頻繁發(fā)生雷擊的區(qū)域來說，在測量設(shè)備接地電阻時所選擇的方法，需要滿足規(guī)程要求。（二）對線路絕緣水平的加強針對有著強烈雷電活動的地段、跨域度較大的設(shè)備及其相關(guān)線路來說，需要做好對絕緣子片數(shù)量的增加。因此，此類地區(qū)有著更大的落雷幾率，由于塔頂有著較高的電位，較大的感應(yīng)電壓，因此更易受到繞擊，通過對絕緣子片數(shù)量的增加，能夠使導(dǎo)線和避雷線之間具有更大的距離，以此來實現(xiàn)對絕緣目標(biāo)的加強。根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定能夠得知：地線設(shè)備全高需要大于40m，其增加10m的高度會導(dǎo)致一篇絕緣子的增加[3]。（三）安裝避雷器設(shè)備需要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，可以應(yīng)用具有避雷功能的針，帶以及網(wǎng)等措施對其進行保護，可以將引下線大量平均的布置在地下，以此來將雷電引入到地下。通過大量地下引線對雷電的分流作用，可以使引線壓降得以減少降低雷擊造成的危害，并且能夠減少對電線路設(shè)備的影響。在對避雷針進行設(shè)置的過程中，在太陽電池方陣組件上，不得出現(xiàn)避雷陣的投影[4]。（四）安裝在線監(jiān)測裝置通過對在線監(jiān)測裝置的安裝，能夠做到對設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。設(shè)備受到運行電壓的影響，會出現(xiàn)電流的泄漏，如果設(shè)備存在著異常情況，例如受潮、老化等，就會造成更多電流的泄漏，因此，通過對泄漏電流的檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)對其運行情況的基本掌握。在線檢測裝置在設(shè)備中串接于接地回路中，通過對設(shè)備的實時監(jiān)測，能夠做到對其所泄漏電流值的獲取，同時，后方監(jiān)控平臺所獲取到的來自無線數(shù)字技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)，通過對電腦軟件的利用，能夠率先對其的自動分析和預(yù)警。相比以往運行人員采用檢測儀，定期對設(shè)備泄漏電流的數(shù)據(jù)記錄來說，其對設(shè)備異常運行的發(fā)現(xiàn)具有實時性、快速性以及連續(xù)性。對設(shè)備選型的進一步管理需要對設(shè)備的采購程序進行嚴格的審批，在入網(wǎng)、施工以及驗收階段，需要做好對設(shè)備的嚴格把關(guān)，此外，還需要在整個過程中做好對工程所需材料的管控，生產(chǎn)設(shè)備的廠家的供貨資質(zhì)需要達到良好的標(biāo)準(zhǔn)，針對已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量問題的產(chǎn)品設(shè)備來說，不得將其作為供貨產(chǎn)品。針對低質(zhì)量的產(chǎn)品來說，不得納入入網(wǎng)運行范圍內(nèi)，以此來使各避雷器的運行都能夠達到合格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)備的運行能夠滿足相關(guān)的要求[4]。結(jié)束語：雷電是最為常見的一種自然現(xiàn)象，通過與實際工作情況的結(jié)合能夠得知，自動控制系統(tǒng)最大的威脅來自于雷電，因此，需要從接地裝置、避雷器設(shè)備、線路絕緣水平以及在線監(jiān)測裝置等方面，對自動控制系統(tǒng)進行不斷的深入研究，以此來使其能夠具備更強的防雷性能，并實現(xiàn)對防護范圍的拓展。Reference：李炳舉.工廠自動化控制系統(tǒng)防雷設(shè)計與應(yīng)用[J].今日自動化,2019,000(003):P.47-49.汪祁,Wang,Qi.水廠自動化系統(tǒng)防雷接地保護工程[J].可編程控制器與工廠自動化,2012,08