第43章SPD的應(yīng)用課件

1控制系統(tǒng)浪涌保護器的應(yīng)用ApplicationofSPDforcontrolsystem徐義亨

2012年5月21概述1.1作為SPD的幾個基本條件作為SPD，其本身應(yīng)滿足如下幾個基本條件：1）能承受預(yù)期通過的電流；2）通過電流時的最大箝壓（電壓保護水平)應(yīng)小于設(shè)備的耐壓；3）SPD應(yīng)具有較強的絕緣強度自恢復(fù)能力。由于雷電過電壓持續(xù)的時間很短，當(dāng)SPD兩端過電壓消失后，系統(tǒng)正常運行電壓繼續(xù)作用在SPD的兩端，在這一正常運行電壓的作用下，處于導(dǎo)通狀態(tài)下SPD中繼續(xù)流過工頻接地電流，該電流稱為工頻續(xù)流。SPD必須在雷電過電壓消失后工頻續(xù)流的第一次過零時自行切斷。否則SPD繼續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)，系統(tǒng)無法恢復(fù)正常運行。4）對系統(tǒng)的正常運行的影響應(yīng)很?。碨PD的寄生電容應(yīng)很小，泄漏電流應(yīng)非常?。?1.2SPD的設(shè)置應(yīng)考慮的基本因素由于過程控制系統(tǒng)有數(shù)量龐大的I/O點，考慮到用戶的經(jīng)濟承受能力，不可能也沒有必要在所有的I/O點上裝設(shè)SPD。所以一般考慮的基本因素是：a.雷電電磁脈沖的防護等級；b.被保護設(shè)備/系統(tǒng)的重要性、雷擊可能造成的經(jīng)濟損失和電涌保護投資的比較。

對擴建和改建裝置，如果接地系統(tǒng)、電纜類型和不同線路的安裝條件已被確定，使用SPD是保護設(shè)備的唯一可行的方法。（引自“IEC62305”）41.3SPD的分類試驗等級試驗等級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級（混合波）試驗電壓波形1.2/50μs1.2/50μs加于開路電路試驗電流波形10/350μs8/20μs8/20μs加于短路電路說明：1）對控制系統(tǒng)，所選用的SPD，除直擊雷嚴(yán)重的地點采用適當(dāng)容量的I級分類試驗的SPD，其沖擊試驗分類均相對于Ⅱ級分類試驗或Ⅲ級分類試驗。混和波：2）使用混合波浪涌發(fā)生器，真正加在SPD上的電壓和電流取決于SPD的輸入阻抗：開路負(fù)載≥10kΩ,短路負(fù)載≤0.1Ω

?！禛B50057-2010》：用于電信和信號線路上的SPD

（轉(zhuǎn)引自《IEC61643-21：2009用于電信和信號線路上的SPD》）類別試驗類型開路電壓短路電流A1很慢的上升率≥1kV0.1kV/μs～100kV/S10A,0.1A/μs～2A/μs≥1000μs(持續(xù)時間）A2ACB1慢上升率1kV,10/1000μs100A,10/1000μsB21kV～4kV,10/700μs25A～100A,5/300μsB3≥1kV,100V/μs10A～100A,10/1000μsC1快上升率0.5kV～1kV,1.2/50μs0.25kA～1kA,8/20μsC22kV～10kV,1.2/50μs1kA～5kA,8/20μsC3≥1kV,1kV/μs10A～100A,10/1000μsD1高能量≥1kV0.5kA～2.5kA,10/350μsD20.6kA～2.0kA,10/350μs6

I =電流峰值T1 =波前時間T2 =半值時間i50%90%10%T1T2It測試?yán)纂婋娏鞯谋容^(kA)i200μs350μs600μs800μs1000μst (μs)180μs20kA40kA60kA80kA100kA50kA23

1

2

3波形（μs） 10/350 8/80 8/20imax.kA 100 100 5QAs 50 10 0.1W/RJ/ 2.5·106 5·105 0,4·103標(biāo)準(zhǔn) IEC61024-1-1 DINVDE DINVDE 0675T.6,E 0432T.29火花間隙、壓敏電阻與二極管之間的比較火花間隙壓敏電阻鉗位二極管漏電流無小小寄生電容小大大續(xù)流有無無老化現(xiàn)象有有幾乎沒有響應(yīng)時間慢(1us)較快(1ns)快(幾十ps)損壞形式短路或開路短路或開路短路或開路通流容量大(1kA-100kA)大(0.1kA-100kA)較小(0.1kA-1kA)抗干擾能力較強強弱箝位電壓水平放電電壓高中等低102交流低壓電源系統(tǒng)SPD的應(yīng)用2.1交流電源回路的應(yīng)用環(huán)境根據(jù)交流電源回路的應(yīng)用環(huán)境，存在著很大的差別：1）對于那些高度暴露的環(huán)境（如變壓器露天放置、從變壓器到配電室的室外距離又較長），由于處在直擊雷的威脅下，空間的電磁場強度很大，電源回路上可能出現(xiàn)的浪涌高達80kA以上；2）而包括變壓器等設(shè)施在建筑物內(nèi)的的供電系統(tǒng)，由于周圍已采取了防直擊雷措施，因而空間的電磁場強度已經(jīng)大大降低，供電回路上可能出現(xiàn)的浪涌為20-40kA，甚至更低。

11分配電柜被雷擊的照片122.2控制系統(tǒng)用電設(shè)備的浪涌抗擾度

控制系統(tǒng)的用電設(shè)備包括：UPS；穩(wěn)壓器；隔離變壓器；直流電源裝置等。其浪涌抗擾度（以絕緣沖擊耐受電壓或耐沖擊過電壓水平表示）應(yīng)由制造商提供。當(dāng)制造商沒有提供數(shù)據(jù)時，根據(jù)GB50057，對220/380V三相系統(tǒng)各設(shè)備沖擊耐受電壓額定值規(guī)定如下表所示。

13

控制系統(tǒng)的用電設(shè)備相當(dāng)于表中的用電設(shè)備，所以浪涌抗

擾度規(guī)定為2.5kV（1.2/50μs），但UPS可按1.5kV考慮。設(shè)備位置電源處設(shè)備分支線路設(shè)備用電設(shè)備特殊需要保護的設(shè)備耐沖擊過電壓類別ⅣⅢⅡⅠ耐沖擊電壓額定值（kV)642.51.5142.3TN-S制配電系統(tǒng)中的SPD的安裝方式

單級的SPD防護有兩大缺點：過大的雷電流而出現(xiàn)的損害概率高；殘壓正比于雷電流，所以單級SPD會產(chǎn)生高殘壓。所以在配電系統(tǒng)中，在同一條線路上往往配置多級SPD。對于非常重要的用戶可以在總配電柜、分配電柜、控制系統(tǒng)供電箱實施三級浪涌保護。

但此時應(yīng)檢查級間的能量配合和動作時間的配合。15SPD在TN-S系統(tǒng)中的應(yīng)用實例WhLEBBlsPEN16TN-S制三相電路的某一級SPD的設(shè)置17

進控制室配電箱的交流電源為TN-S制三相220/380V系統(tǒng)時，供電系統(tǒng)中的SPD宜裝在主電路空氣開關(guān)和熔斷器的負(fù)荷側(cè)。SPD采用共模接法，即在三根相線和PE線之間，各自安裝一個過電流保護器和一個SPD，另在中性線和PE線之間安裝一個SPD。

進控制室配電柜的交流電源為TN-S制的單相220V系統(tǒng)時，SPD采用全保護模式，即在相線和PE線、相線和N線之間，各自安裝一個過電流保護器和一個SPD，另在中性線和PE線之間安裝一個SPD（見下圖）。

18TN-S制單相電路的SPD設(shè)置192.4過電流保護器的功能1）在SPD支路上安裝過電流保護器以防止SPD在承受長時間的過電壓后因過熱而引起SPD的損壞，從而導(dǎo)致SPD支路的短路起火。2）在SPD支路上安裝的過電流保護器不應(yīng)在SPD允許通過的最大雷電流下斷開，但應(yīng)能斷開該點的工頻短路電流。一般供應(yīng)的熔斷器沒有沖擊電流下的動作特性數(shù)據(jù)，這給匹配帶來了困難。因此推薦采用空氣開關(guān)?？諝忾_關(guān)如選延遲型C型脫扣曲線即有足夠的延時躲開沖擊電流的作用而保證在雷電流下不斷開。3）SPD支路上過電流保護器的額定值應(yīng)小于主電路的過電流保護器。

202.5控制室供電箱SPD的參數(shù)選擇

總配電柜和分配電柜的SPD屬電氣專業(yè)設(shè)計。這里僅討論控制室供電箱的SPD。A.最大持續(xù)運行電壓UC的選擇

Uc值與產(chǎn)品的使用壽命、電壓保護水平有關(guān)。Uc選高了，壽命長了，但電壓保護水平，即SPD的殘壓也相應(yīng)提高，故要綜合考慮。對TN-S系統(tǒng)，Uc>1.55U0（U0——最大工作電壓）

SPD的事故許多是由于Uc數(shù)值選得不夠高。因此建議取為1.55。如有可能，在不影響電壓保護水平要求的條件下，甚至可以取1.73-2。21B.標(biāo)稱放電電流In的計算

1）雷電流的分配根據(jù)IEC61312-1：1995有關(guān)條文的規(guī)定，全部的雷電流I（10/350μs）的50%流入外部防雷裝置的接地裝置，還有50%分配流入各種外來導(dǎo)電物，電力線、信號線、通信線等。如果只考慮TN-S三相五線制供電線路，即還有50%分配流入三相五線制的五根線中。22分雷電流的形成引外系統(tǒng)分雷電流（系統(tǒng)電流）建筑物100%雷電流接地系統(tǒng)50%雷電流導(dǎo)體電流2.5%分雷電流10%分雷電流10%分雷電流10%分雷電流10%23雷電流分配實例100kA100kA200kA75kA25kA建筑物外部LPS系統(tǒng)25kA/每相25kA/每相100kA變壓器

24直擊雷保護系統(tǒng)下的分雷電流氣水PSC通信MCR100kA100kA20kA20kA20kA20kA20kA200kA25

保護等級 峰值電流（kA） A 200 B 150 C、D 100Lit.:IEC61024-1-1Rst?E=?·Rstit算例:?E=100kA·1=100kV

?S88e10/350μs波形沖擊接地電阻上的電壓降26如何將10/350μs電流波形的SPD換算成8/20μs波形的SPD？1）如果防護等級為A級，相對于10/350μs波形供電線路中每線荷載的雷電流為

Im=200×50%/5=20kA2）將20kA,10/350μs波形化為8/20μs波形根據(jù)IEC61312，計算單位能量W/R的公式為：

W/R=（1/2）×（1/0.7）×I2×T2≌0.7I2×T2

（J/Ω）式中：I---雷電威脅值，kA；

T2---雷電波的半峰時間，μs。在單位能量W/R相同的情況下，即I2（350）×T2（350）=I2（20）×T2（20）。由此得

I（20）=I（350）×[T2（350）/T2（20）]1/2

則I（20）=20×[350/20]1/2=83.7(kA)27控制室電源回路SPD的標(biāo)稱放電電流參考值

考慮到在總配電柜后設(shè)有多個分配電柜，分配電柜后再供電給包括儀表系統(tǒng)在內(nèi)的多個負(fù)荷，總的83.7kA大的雷電流最后分流到控制系統(tǒng)交流電源系統(tǒng)時已減少到很小。經(jīng)調(diào)查，按上表選擇SPD的標(biāo)稱放電電流值是可以滿足要求的。C.電壓保護水平Up

保證殘壓不大于用電設(shè)備的耐沖擊過電壓水平的0.8。防護等級ABCD標(biāo)稱放電電流kA≥20≥15≥10≥5282.6多級SPD之間的能量配合和動作配合

1）能量配合

從前級到后級，標(biāo)稱放電電流逐級減小。

2）動作配合同一條線路上配置多級SPD時，應(yīng)檢查級間的能量配合和動作時間的配合。當(dāng)不能進行專門的校驗時，可選用制造商建議的多級系列SPD產(chǎn)品和級間配合措施。當(dāng)制造商未提供SPD級間配合措施也未提出級間距離要求且各級SPD的電壓保護水平相差不大時，限壓型SPD與限壓型SPD之間的電氣距離不宜小于5m,限壓型SPD與電壓開關(guān)型SPD之間的電氣距離不宜小于15m。29

對于電壓開關(guān)型SPD與限壓型SPD之間的線路長度不宜小于15m,限壓型SPD之間的線路長度不宜小于5m的規(guī)定，其目的主要是在低壓配電線路中安裝了多級SPD，由于各級SPD的響應(yīng)時間的不一,有可能在設(shè)計和安裝時因能量配合不當(dāng)，將會出現(xiàn)某級SPD不動作，產(chǎn)生泄流盲點。

為了保證前級保護SPD比后級保護SPD先動作,所以兩級SPD間必須有一定的線距長度來滿足避免盲點的要求。30

現(xiàn)假設(shè)電壓開關(guān)型SPD的響應(yīng)時間為100ns,限壓型SPD的響應(yīng)時間為25ns,由于電纜中存在著分布電容和分布電感,根據(jù)行波理論,雷電流在電纜中的傳播速度為1.5×108m/s,那么雷電流在這個時間差(100-25)ns內(nèi)向前行進的距離為S:

S=1.5×108×75×10-9=11.25(m)即電壓開關(guān)型SPD和限壓型SPD之間的距離大于11.25m時,就可以保證前級SPD先動作,從而達到將大的雷電流先泄放掉的目的。由于SPD實際響應(yīng)時間有一定的誤差，所以取15m。如果兩級保護的SPD均為限壓型，響應(yīng)時間均為25ns，如果兩級SPD動作的時間差也為25ns，那么兩級間應(yīng)相距：

S=1.5×108×25×10-9=3.75(m)為保險起見，故取5m。31

如在實際情況中，難以滿足上述的距離要求，而參數(shù)上也難以配合時，可以在兩SPD之間加裝退耦裝置（即一定的電感量L）來實現(xiàn)。

各級電源SPD能量配合的最終目的是將總的威脅設(shè)備安全的電壓電流浪涌值減低到被保護設(shè)備能耐受的安全范圍內(nèi)，而各級電源SPD泄放的浪涌電流不超過自身的標(biāo)稱放電電流。根據(jù)IEC61312-3的規(guī)定，末級電源SPD的殘壓還必須低于被保護設(shè)備的沖擊耐受電壓。32另外：

1）限壓型SPD或浪涌保護箱應(yīng)選具有運行狀態(tài)指示器和SPD故障脫離器的產(chǎn)品。限壓型SPD或浪涌保護箱宜選用具有報警指示或報警觸點的產(chǎn)品。電壓開關(guān)型SPD可選用具有運行狀態(tài)指示器的產(chǎn)品。

SPD或浪涌保護箱可選用具有雷擊計數(shù)器或雷電流記錄器的產(chǎn)品。

2）在易燃易爆的危險場所,SPD應(yīng)安裝在爆炸介質(zhì)的所在區(qū)域之外。安裝于暴露爆炸介質(zhì)或爆炸煙塵所在區(qū)域的SPD必須通過國家或國際測試機構(gòu)的本安論證，或密封于防爆體內(nèi)。333信號、通信線路的SPD

基本原則：

1）信號、通信線路上的SPD應(yīng)不會造成現(xiàn)場信號的明顯衰減和加大誤碼率。

2）其緊靠被保護端口的保護元件不得采用氣體放電管而應(yīng)采用高響應(yīng)速度（有試驗報告證實整體SPD響應(yīng)時間不超過10ns）的精密保護器件。343.1SPD的配置原則（推薦）1）凡經(jīng)室外引入控制系統(tǒng)的信號和通信電纜，電纜在室外的敷設(shè)長度大于50m，且滿足下列條件之一時，宜在線路兩側(cè)裝設(shè)浪涌保護器：安全系統(tǒng)的I/O參數(shù)；雷電防護等級為A級的重要控制參數(shù)和通信電纜。352）凡經(jīng)室外引入控制系統(tǒng)的信號和通信電纜，電纜在室外的敷設(shè)長度大于50m，且雷電防護等級為B級的重要控制參數(shù)和通信電纜，宜在線路控制系統(tǒng)側(cè)裝設(shè)浪涌保護器。36

凡符合下列情況之一者，可以不考慮裝設(shè)電涌保護器：室內(nèi)敷設(shè)（符合規(guī)范規(guī)定的電纜屏蔽和敷設(shè)要求）的I/O信號和通信電纜；現(xiàn)場端側(cè)的熱電偶；由配電間、電氣控制室以及大功率開關(guān)現(xiàn)場端來的強電開關(guān)量信號；室外埋地的雙層屏蔽電纜且兩端出地面后在室內(nèi)，或室外長度小于30m時。373.2I/O信號SPD的參數(shù)值

供電電源為24Vdc信號，電流為（4-20）mA的控制系統(tǒng)I/O信號的SPD參數(shù)宜符合下表的規(guī)定。防護等級最大持續(xù)運行電壓Uc標(biāo)稱放電電流In(kA)響應(yīng)時間ns電壓保護水平Up測試波形A級≥30V≥10<5<60V（8/20μs、1.2/50μs）混合波B級≥10C級≥5D級≥538

現(xiàn)場儀表用SPD

應(yīng)安裝在與被保護儀表相同的防護、防爆等級的保護箱內(nèi)。如現(xiàn)場儀表無保護箱，宜用直接擰在變送器備用螺紋電纜接口上的SPD。

39三線制防爆型SPD403.3通信端口上的SPD的主要參數(shù)

凡通信端口若符合上述配置條件時,應(yīng)根據(jù)線路的：工作頻率；傳輸介質(zhì)；傳輸速率；傳輸帶寬；工作電壓；接口形式；特性阻抗等參數(shù)。選用電壓駐波比（波反射?。┖筒迦霌p耗小的適配的SPD。也就是說所選擇的浪涌保護器也要具備和通信線路相同的性能。通信端口上的SPD的主要參數(shù)宜符合下表的規(guī)定。41防護等級

標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通電壓標(biāo)稱放電電流In(kA)

響應(yīng)時間ns電壓駐波比dB插入損耗dB測試波形非屏蔽雙絞線

屏蔽雙絞線

同軸電纜

A級≥1.2Un(Un---最大工作電壓)≥10≥10≥20≤10≤0.1≤0.20（8/20μs、1.2/50μs）混合波B級≥10≥5≥15C級≥5≥3≥10D級≥3≥1≥542以太網(wǎng)SPD10BASE2以太網(wǎng)

üGKF/B-L10BASE5以太網(wǎng)系統(tǒng)

üGKF/N-L43視頻監(jiān)控現(xiàn)場防雷案例接線盒接線盒系統(tǒng)線通信線攝像頭攝像頭云臺分配箱監(jiān)視器控制臺同軸或雙絞線通信線230V電源線電源系統(tǒng)保護器信息系統(tǒng)保護器云臺44保護現(xiàn)場設(shè)備

V2A外殼IP67防腐，防水71mm通過現(xiàn)場設(shè)備的接地放電電纜接頭與現(xiàn)場設(shè)備之間用螺紋連接只需要最小的安裝空間同樣更換也很方便454SPD的安裝

SPD的安裝應(yīng)注意如下幾點：1）浪涌保護器應(yīng)安裝在被保護設(shè)備的前端，并與其它電氣設(shè)備保持一定的距離。2）《GB50343建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》第5.4.1規(guī)定：浪涌保護器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度不宜大于0.5m。

46何謂SPD兩端連線的總長度？

（以產(chǎn)生殘壓的雷電流通過SPD的路徑計算）L1SPDL2L=L1+L2SPDL2L=L2SPDL=0被保護設(shè)備被保護設(shè)備被保護設(shè)備這里之所以規(guī)定兩端連接線長度（見圖4.40中的L）不應(yīng)超過0.5m，其目的之一是降低雷電波通過引線上的時間，從而可提高SPD的保護安全性能。因為電纜介質(zhì)存在著分布電容和分布電感，按行波理論，雷電波在電纜中的傳輸速度若為空氣中光速的二分之一，即1.5×108m/s,通過0.5m長導(dǎo)線的時間可達3.4ns，若連接線太長將影響SPD的響應(yīng)時間。

4748

其目的之二是減小線路殘壓。如圖所示，已知10kA、10/350μs的雷電流通過SPD，設(shè)線路的自感為1μH/m,被保護設(shè)備的耐壓為2.5kV,SPD的電壓保護水平Vp為1.5kV,則殘壓：

UAB=Vp+(l1+l2)Ldi/dt=1.5+0.5·1·10/10=2.0(kV)＜2.5kV如果

(l1+l2)=2m則

UAB=1.5+2·1·10/10=3.5(kV)＞2.5kV

即被保護設(shè)備是不能承受的。49例1）SPD應(yīng)安裝在金屬導(dǎo)軌上，并以金屬導(dǎo)軌作為接地匯流排。信號用的SPD接地應(yīng)滿足如下圖所示的基本原理圖。浪涌保護器被保護設(shè)備信號雷電流泄放通路控制系統(tǒng)工作接地不正確的接線方法50浪涌保護器被保護設(shè)備信號雷電流泄放通路控制系統(tǒng)工作接地接地導(dǎo)軌51

例2）在非本安系統(tǒng)的情況下，機柜內(nèi)信號SPD的接地連接應(yīng)采用下圖的型式。浪涌保護器總接地匯流排信號線接地系統(tǒng)機柜工作地匯流條直流電源+-保護地匯流條內(nèi)屏蔽TN-S電源系統(tǒng)的PE線去被保護儀表《GB50057-2010》推薦連接方式

SPD和被保護設(shè)備不在同一機柜內(nèi)時

不正確的接線方法53SPD組件MGB被保護設(shè)備MGB正確的接線方法54SPD組件MGB被保護設(shè)備MGB一點說明《GB50343建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》第5.4.1規(guī)定：

浪涌保護器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度不宜大于0.5m。

而《GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第6.4.4規(guī)定：為使最大電涌電壓足夠低，（電涌保護器）其兩端的引線應(yīng)做到最短。

因為導(dǎo)線的自感L（H）反比于線徑d（m）、正比于導(dǎo)線長度l(m)：

所以在無法滿足0.5m的條件下，必須加粗線徑。55563）浪涌保護器的連接導(dǎo)線應(yīng)短并平直，不宜形成尖銳的轉(zhuǎn)角。為避免不必要的感應(yīng)回路，SPD與被保護設(shè)備之間應(yīng)采用無回路或小回路面積的方法安裝。57回路面積太大，雖合格但不夠好

SPD設(shè)備I58回路面積小，比較好

SPD設(shè)備I59最好的方法

SPD設(shè)備I電纜屏蔽層604）電源線路浪涌保護器連接線的最小截面積應(yīng)和SPD的標(biāo)稱放電電流相對應(yīng)，標(biāo)稱放電電流愈大，要求連接線截面積也相應(yīng)增大，這樣可減小引線電感量，從而減小其動態(tài)阻抗，同時減小線路殘壓。電源線路的浪涌保護器的連接導(dǎo)線最小截面積宜符合下表的規(guī)定。防護級別SPD的類型

導(dǎo)線截面積（mm2）

SPD連接相線銅導(dǎo)線SPD接地端連接銅導(dǎo)線第一級

開關(guān)型或限壓型1625第二級

限壓型1016第三級

限壓型610第四級

限壓型46615）信號線路浪涌保護器接地端宜采用截面積不小于1.5mm2的銅芯導(dǎo)線與等電位接地端子板連接，接地線應(yīng)平直。6）信號線路浪涌保護器與被保護設(shè)備的連接端口有串接與并接之分。由RJ11、RJ45、和其它接口組成的線路應(yīng)串接安裝SPD，僅有接線柱組成的接口應(yīng)并接安裝SPD。SPD的安裝連接圖如下圖所示。無論是串接或是并接，過電壓保護元件都是和被保護設(shè)備并聯(lián)的，只是連接端口上的差異。62輸入端設(shè)備端串接安裝輸入端并接安裝SPDSPD設(shè)備端635一個實例給控制系統(tǒng)防雷帶來的思考

2007年夏天，應(yīng)某公司之邀，我們對其MDI裝置DCS的雷電防護進行了風(fēng)險評估。該裝置的DCS采用國外某公司的產(chǎn)品。是2005年秋投產(chǎn)的。之后的兩年來，工藝框架的建筑物防直擊雷裝置曾多次接閃，但控制系統(tǒng)安然無恙。為此，根據(jù)現(xiàn)場情況對控制系統(tǒng)已有的雷電防護措施作出評價，并引發(fā)出一點思考。645.1工程環(huán)境的描述

該裝置所處的地勢是三面環(huán)山，一面臨海，屬山中的平地。整個工業(yè)園區(qū)地域空曠，有多個工藝鋼結(jié)構(gòu)框架高達40余米。加之我們在現(xiàn)場測量，發(fā)現(xiàn)土壤電阻率很低。所以該地區(qū)是明顯的引雷區(qū)。根據(jù)當(dāng)?shù)胤览字行奶峁┑臄?shù)據(jù)，年平均雷暴日為45d/a，根據(jù)《GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷技術(shù)規(guī)范》對雷電活動區(qū)的劃分，該地區(qū)屬高雷區(qū)。該裝置的接地系統(tǒng)系利用建筑物（包括工藝設(shè)備框架）的基礎(chǔ)鋼筋作接地體，建筑物之間聯(lián)以扁鋼，使整個工業(yè)園區(qū)形成一個很大的共用接地網(wǎng)。接地電阻的設(shè)計值為0.15Ω至0.4Ω。65

所有在現(xiàn)場的變送器、執(zhí)行器等設(shè)備的外殼，通過金屬安裝支架、鋼結(jié)構(gòu)的工藝框架以及金屬網(wǎng)格地面和共用接地系統(tǒng)實行了等電位連接。本裝置的所有信號電纜均采用屏蔽雙絞線，屏蔽層一端在主控制室內(nèi)接工作地，作靜電屏蔽用。所有的信號電纜在外部均采用鍍鋅鋼制走線槽，并利用走線槽的金屬支架作自然接地。我們在現(xiàn)場測量了金屬支架的自然接地電阻值為0.18Ω，每節(jié)鍍鋅鋼制走線槽之間的連接電阻為0.3Ω，完全符合[GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范]的要求。66主控室35m南24mI/O電纜進線口工藝裝置區(qū)67

主控室（包括機柜間、操作間、工程師站、UPS間和值班室等）是一座磚混結(jié)構(gòu)的單層建筑物。采用屋面避雷網(wǎng)防直擊雷。和主控室相距約40米的東側(cè)為工藝框架（見圖）。I/O信號線纜從東側(cè)架空進入機房，而后在活動地板下進各編組柜。

685.2風(fēng)險評估的計算

計算結(jié)果可知：建筑物年預(yù)計雷擊的總次數(shù)N1為0.51次/年；電纜年