张建军
陕西未来能源化工有限公司煤制油分公司 陕西榆林 719000
摘要：随着我国各个企业信息化发展步伐的不断提升，完善自动化仪表控制系统显得尤为重要。另外，为了将系统功能进一步完善，研究人员还在其中加入了很多等微电子器件，也正是这些部件的加入，系统极容易受到雷电电磁脉冲影响，真正效果难以发挥出来。为此，人们需要在原有基础上提高对该类问题的防护力度。
关键词：自动化；仪表控制系统；雷电防护；
引言：雷电电磁脉冲（LEMP）的影响范围大，发生的概率大。LEMP的防护作为自动化及仪表控制系统雷电防护重点，论文对此进行了详细探讨。对于自动化及仪表控制系统来说，合理的方式是进行综合防护，使得每种防护措施尽其功能，充分发挥防护作用。从以往工作经验中同样可以看出，由于防护工作的有效开展，整个自动化及仪表系统运行也会更加平稳，从而维护相关行业良好发展。文章主要针对自动化及仪表控制系统的雷电防护核心思路提出了几点看法，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
1.雷电电磁脉冲的危害
雷电主要来源于云层和大气的放电，属于一种自然物理现象，现阶段，人们并无法将雷电现象消除，只能对其进行防护。值得注意的是，在雷电发生过程中，极容易产生雷电电磁脉冲，这也是雷击出现的主要现象之一，其呈现方式主要以电流脉冲波形式为主。当雷电电磁脉冲不断出现泄放和耗尽问题之后，整个雷击事件才会渐渐消退。整体来看，该种事故的发生时间极为短暂，人们很难在事故发生时察觉，这也是雷电事故特殊性之所在。雷电电磁脉冲作为自动化及仪表控制系统的主要危害来源，当雷电电流进入到自动化及仪表控制系统之后，其供电线路和控制线路将会出现浪涌问题，其浪涌电流能够导致整个系统无法正常工作，此时系统内部电子设备会出现烧毁，甚至还会引起设备器件的永久性损毁，严重时机柜内还会发生火灾，导致现场生产装置停车，造成较大经济损失。因此，相关工作人员需要对该类危害时间进行深入的了解。一般来说，雷电电磁脉冲的波长与其传播距离存在直接关系，这也是该类脉冲的独特特点。
1.1传导偶尔分析
在整个传导偶尔分析工作开展过程中，主要涉及电路性传导、电容性传导和点感性传导。在电路性传导开展过程中，当电路性传导经过实际公共阻抗时，其中一个回路中的电流将会对阻抗产生影响，最终为另一组电路带来相关问题。如此一来，其中一个回路之中的雷电电磁脉冲由于感应现象存在，进而产生大量浪涌，促使另一个电路设备损坏。站在电容性传导偶尔角度来说，主要以电厂耦合为主，主要作用就是对另一条电路产生铰链影响。当电路正常运行状态受到干扰之后，所产生的电容量也会持续下降，此时干扰电压可以被忽略不计。
1.2辐射耦合分析
在敷设偶尔上，常见类型有2种：一种是场感应偶尔；另一种为远场辐射。当自动化及仪表系统正常运行时，电感耦合的作用并不明显，该种耦合形式主要是电流磁场对电路的有效作用。倘若人们可以将避雷设备加入其中，2000m范围内的首次雷击，其实际范围将会缩短至的50m，磁场强度降低量极为明显。但如果在进场区域内展开分析，只要是磁场作用所有提升，其强度也会得到进一步提升，从而对电子产品产生危害。如果人们可以在敏感设备之中设计防护装置，其设备功能也会出现紊乱等情况，但不至于产生严重的损害现象[1]。
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2.自动化及仪表控制系统的雷电防护措施
2.1雷电电磁脉冲的基本保护措施
开展雷电电磁脉冲保护工作的主要目的就是对雷电自身所携带的磁场进行有效控制，避免其对供电线路和数据产生影响，从而产生浪涌现象。另外，还能将大部分雷电带入到大地之中，将浪涌影响力降到最低，避免各种设备对其产生影响。常见的防护措施如下：1）可以将接地和等电位连接到一起，确保整个雷电能够进入到大地之中。与此同时，等电位下的设备电位差也会缩小，降低磁场的干扰能力。2）在整个空间屏蔽过程中，可以借助于整个雷电磁场的衰减方式，避免设备内部产生过多浪涌。3）如果工作人员将内外部线路均进行了屏蔽操作，可以避免线路之中发生浪涌现象。4）借助于合理的布线操作，可以将回路面积适当降低，进而将感应回路电压大幅缩减，为后续工作开展创造有利条件。
2.2接地和等电位连接
由于接地终端以及等电位连接网络共同组成了接地系统，这也使得等电位连接网络的应用显得十分重要。尤其是在敏感电子系统应用过程中，其接地方式应该以B类为主，如果是数字系统[2]，则需要改用M构态。除此之外，当设备处于等电位的连接网络时，与之相对应的导体长度和母线长度应该保持在最短状态之下。如果是低频电子系统的应用，可以使用S构态来提升防护效果，为后续自动化及仪表系统的合理应用创造有利条件。站在实际工作角度来说，也正是由于接地和等电位的有效连接，才能让整个系统处于稳定运行状态。
2.3磁屏蔽以及线缆布置方式
站在空间磁屏蔽角度来说，人们可以将适当厚度下的接地联系屏蔽体当做是内屏蔽开展的主要措施，并将部分敏感设备置于其中，避免电磁场为系统带来更大影响。如果是线缆屏蔽方式的实施，所涉及的屏蔽对象主要包括供电以及信号线内外电缆的有效连接。除此之外，在具体连接方式选择上，可以将线缆防止在金属管之内，从而构成屏蔽线缆的另一种形式。在此过程中，相关金属管得到选择显得尤为重要。一般来说，工作人员经常使用镀锌铁管，直径也要保持在一定范围内，从而将屏蔽效果合理展示出来[3]。还要将实际回路面积全面缩短。想要达到这一目的，最佳方式就是确保布线操作的合理性，最终实现内部浪涌的全面消除。在屏蔽以及合理布线方式相互结合过程中，可以对光缆形式进行全面应用，避免整个系统在运行过程中出现各种各样的问题。
2.4浪涌保护器
想要对自动化及仪表系统进行更好的保护，避免雷电侵扰，电磁环境的搭建显得尤为重要。站在自动化以及仪表控制系统防雷设计上，实际接地和等电位连接，以及LPS措施等均显得十分重要。但在实际系统维护上，相关工作人员还要在其中加装浪涌保护器。这主要是由于SPD在雷电防护操作过程中具备十分重要的作用，更是电子元件发挥作用的主要手段，整个配套措施也显得尤为明显。值得注意的是，在等电位连接操作上，绝不能对导体进行应用，否则将会对最终控制效果产生极大影响，最为常见的应用类型有电源线和数据线等等，通过这种连接结构的作用SPD可以与整个接地系统紧密联系在一起，并借助于非线性SPD浪涌电压，以及分流浪涌电流，将实际电位全面连接在一起，强化保护效果[4]。
结论：
简而言之，由于雷电因素的存在，自动化及仪表控制系统运行将会受到巨大影响，这对于整个企业信息化发展极为不利。论文根据以往实践工作经验对雷电电磁脉冲的危害进行了总结，并从雷电电磁脉冲的基本保护措施、接地和等电位连接、磁屏蔽以及线缆布置方式、浪涌保护器4方面论述了自动化及仪表控制系统的雷电防护措施。
参考文献：
[1]张朝晖,陈海东,丁东湖,等.水泥企业仪表和控制系统的雷击原因分析和防雷措施[J].水泥,2019,9.
[2]张朝晖,朱荔,朱国良,等.仪表控制系统的防雷现状分析[J].石油化工自动化,2019,45(5).
[3]葛晓峰.分析嵌入式监视仪表在船舶自动化电站的应用[J/OL].品牌研究,2018(S2):145-146.
论文作者:张建军
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/3/1
标签：雷电论文; 浪涌论文; 脉冲论文; 仪表论文; 控制系统论文; 防护论文; 电位论文; 《防护工程》2019年19期论文;