- 學(xué)習(xí)智能儀表的雷擊與防護(hù)
- 了解雷電侵入途徑
- 改進(jìn)接地系統(tǒng)
- 采用暇源防浪涌技術(shù)
- 利用信號(hào)通道電涌器
一、概述
智能儀表控制系統(tǒng)中的工控機(jī)、各種通訊模件、安防器件以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表大都運(yùn)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(qiáng)度低、耐電涌能力低等致命弱點(diǎn)，在雷暴季節(jié)常遭雷擊的侵害，輕則造成幾臺(tái)儀表計(jì)算機(jī)輸入輸出模塊部分擊壞，重則造成整個(gè)裝置控制系統(tǒng)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(chǎn)裝置加入防雷裝置。
二、雷電侵入途徑
雷電涌侵入導(dǎo)致計(jì)算機(jī)與通訊故障，當(dāng)電涌超過計(jì)算機(jī)的承受能力時(shí)，將出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼，芯片被擊壞，甚至損壞軟件系統(tǒng)，造成接收/輸送數(shù)據(jù)中斷。
研究智能儀表控制系統(tǒng)防雷應(yīng)從外部系統(tǒng)防雷與內(nèi)部系統(tǒng)防雷兩方面入手。外部防雷措施主要解決感應(yīng)雷擊對(duì)測(cè)量?jī)x表的危害。電涌侵入途徑主要有信號(hào)電纜引入感應(yīng)電涌進(jìn)入側(cè)量?jī)x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(yīng)雷通過表體直進(jìn)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(guī)范要求審查裝置的整體避雷措施及信號(hào)通訊電纜接地，合理布線以及金屬儀表箱的接地。對(duì)于重點(diǎn)聯(lián)鎖信號(hào)的保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置浪涌器;內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要是指智能儀表控制系統(tǒng)的電源防雷保護(hù)，控制顯示單元、操作系統(tǒng)、工程師站等數(shù)據(jù)處理設(shè)備的接地，以及進(jìn)出計(jì)算機(jī)信號(hào)通道防雷和局域網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的交換機(jī)、網(wǎng)卡等信號(hào)、電源的防雷措施。
三、預(yù)防雷擊的做法
3.1改進(jìn)接地系統(tǒng)
(l)安全保護(hù)地、控制柜、操作臺(tái)、工程師站、電源柜等機(jī)殼接地都要用扁鋼連接到一起。
(2)儀表信號(hào)地、計(jì)算機(jī)輸入輸出信號(hào)地是儀表測(cè)量的參考點(diǎn)，所有儀表工作電源如24V負(fù)端和此地相連構(gòu)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(hào)參考點(diǎn)連接到一起，構(gòu)成等電位系統(tǒng)，接地集結(jié)在一點(diǎn)，電阻不能大于lΩ。
3.2暇源防浪涌
智能儀表控制系統(tǒng)的電源是從配電系統(tǒng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)主控室。電源系統(tǒng)是從發(fā)電廠通過變壓器、配電系統(tǒng)最后供儀表系統(tǒng)使用，在雷暴天氣中電源輸送進(jìn)由于環(huán)韋多途徑長(zhǎng)，極可能遭受雷擊，因此此時(shí)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(shè)置防浪涌保護(hù)系統(tǒng)，那么使用中的電器設(shè)備會(huì)因超過耐壓極限而發(fā)生事故。將總配電進(jìn)來(lái)的A、B、C、D三線四相并接至電源浪涌器所相對(duì)的A、B、C、D接線柱上。在雷暴時(shí)感應(yīng)雷浪涌通過電涌保護(hù)器保護(hù)將過載電流匯入大地，輸出電壓鉗制在安全工作區(qū)內(nèi)，確保電源安全運(yùn)行。電源防浪涌系統(tǒng)如圖1所示。
3.3信號(hào)通道電涌器
信號(hào)通道電涌器應(yīng)確保正常狀態(tài)下儀表各類檢測(cè)信息傳遞準(zhǔn)確、穩(wěn)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(qū)域，從而確保信號(hào)傳輸?shù)陌踩?。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(shù)。信號(hào)避雷系統(tǒng)如圖2所示。
(l)定期檢查維護(hù)智能儀表控制系統(tǒng)工程電源系統(tǒng)接地、匯流條、接地體生銹、斷裂等故障，及時(shí)修理使其恢復(fù)正常，定期檢測(cè)電阻(電阻應(yīng)保持在1只)。如發(fā)現(xiàn)電阻值增高應(yīng)查明原因并進(jìn)行降阻。
(2)按比例對(duì)電涌器進(jìn)行年檢，因?yàn)殡娪科鏖L(zhǎng)期使用，電子器材會(huì)因老化而導(dǎo)致動(dòng)作電壓下降，致使防雷參數(shù)不合格。
(3)電源防雷柵一般使用在配電系統(tǒng)中。有許多產(chǎn)品都有報(bào)警裝置，一旦防雷柵過度發(fā)熱，裝置會(huì)自動(dòng)斷開，并發(fā)出光電聲等報(bào)警信號(hào)。應(yīng)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(shí)要注意負(fù)載的大小，選擇合適的浪涌保護(hù)器。
3.4檢修實(shí)例
快事達(dá)粘膠實(shí)業(yè)有限公司購(gòu)進(jìn)的德國(guó)Profil-Clip GmbH公司生產(chǎn)的SKT-H5全自動(dòng)軟包裝分裝機(jī)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(tái)變頻器，究其原因，是由于電源系統(tǒng)未有采用防雷技術(shù)所致。后采用了圖1所示的電源防浪涌系統(tǒng)后，再?zèng)]有發(fā)生同類故障現(xiàn)象。
為了使工業(yè)生產(chǎn)的智能儀表控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)的防雷措施以及選用優(yōu)質(zhì)的防雷產(chǎn)品勢(shì)在必行。
