案例和風險評估ppt課件

1、DCSDCS遭雷擊的案例分析和遭雷擊的案例分析和雷害的風險評價雷害的風險評價徐義亨徐義亨浙江中控技術浙江中控技術本部分的主要內容本部分的主要內容1 DCS1 DCS遭雷擊的典型案例；遭雷擊的典型案例；2 DCS2 DCS雷害的風險評價；雷害的風險評價；3 3 從從“亡羊補牢到亡羊補牢到“防患于防患于未然。未然。前言前言 我公司在近四年來對遭雷害的我公司在近四年來對遭雷害的DCSDCS進展案例進展案例分析和風分析和風險評價，使我們逐漸清楚：險評價，使我們逐漸清楚： 1 1雷電是經過什么耦合途徑給雷電是經過什么耦合途徑給DCSDCS帶來危害的；帶來危害的； 2 2如何進展控制系統(tǒng)雷害的風險評價；如

2、何進展控制系統(tǒng)雷害的風險評價； 3 3自動化的工程環(huán)境對自動化的工程環(huán)境對DCSDCS防雷有著舉足輕重防雷有著舉足輕重的影響；的影響； 4 4應提高應提高DCSDCS本身的電磁兼容性本身的電磁兼容性EMCEMC。1 DCS1 DCS遭雷擊的典型案例遭雷擊的典型案例1.1 1.1 某污水處置安裝雷擊案例某污水處置安裝雷擊案例雷害時間：雷害時間：20022002年年6 6月月2828日日. .現(xiàn)場情況：現(xiàn)場情況： 空闊、潮濕、有高壓輸電空闊、潮濕、有高壓輸電線，是明顯的引雷點。線，是明顯的引雷點。 該安裝的該安裝的DCSDCS在廠長辦公室在廠長辦公室內設立了一個監(jiān)控站，從控制室內設立了一個監(jiān)控站，

3、從控制室到廠長辦公室的通訊電纜，在室到廠長辦公室的通訊電纜，在室外大約有外大約有6 6米一段長度是和建筑米一段長度是和建筑物的避雷帶相距僅物的避雷帶相距僅100mm100mm平平行敷設的行敷設的 。事故情況：事故情況： 由于避雷帶中的雷電流經過由于避雷帶中的雷電流經過電磁感應，將高電位沿著通訊電電磁感應，將高電位沿著通訊電纜引入系統(tǒng)，將兩端的網(wǎng)卡擊纜引入系統(tǒng)，將兩端的網(wǎng)卡擊穿。穿。處理方法：處理方法： 方案一：拉開間隔。將通訊電纜重新敷設，堅持和避雷帶、引方案一：拉開間隔。將通訊電纜重新敷設，堅持和避雷帶、引下線起碼要相隔下線起碼要相隔2米以上的間隔。同時還應在金屬走線槽的兩端接米以上的間隔。

4、同時還應在金屬走線槽的兩端接地，槽與槽之間堅持良好的電氣銜接。地，槽與槽之間堅持良好的電氣銜接。 方案二：改用光纖通訊。這當然是處理問題的一種方案，但在方案二：改用光纖通訊。這當然是處理問題的一種方案，但在敷設光纜時同樣也要留意光纜金屬部分的防雷。敷設光纜時同樣也要留意光纜金屬部分的防雷。一點思索：一點思索： 該安裝的一切該安裝的一切I/O信號電纜全部在信號電纜全部在0.8米以下并用金屬走線槽或米以下并用金屬走線槽或穿金屬管埋地敷設，所以聽憑雷擊，一切的穿金屬管埋地敷設，所以聽憑雷擊，一切的I/O卡都安然無恙?？ǘ及踩粺o恙。 這就引起我們的思索這就引起我們的思索-關于信號傳輸線的雙層屏蔽為什么

5、能關于信號傳輸線的雙層屏蔽為什么能起到防雷的作用。起到防雷的作用。1.2 1.2 某化工公司鄰硝安裝案例分析某化工公司鄰硝安裝案例分析 雷害時間雷害時間:2004:2004年年3 3月月1717日日. . 事故情況事故情況: :蒙受雷擊，現(xiàn)場的多蒙受雷擊，現(xiàn)場的多臺變送器包括德國的臺變送器包括德國的E+HE+H液位液位變送器和對應的變送器和對應的AIAI卡同時被雷卡同時被雷擊壞。擊壞。 事故緣由：事故緣由： 由于控制系統(tǒng)采用單獨接地，即使變送器的電子線路在現(xiàn)場側沒由于控制系統(tǒng)采用單獨接地，即使變送器的電子線路在現(xiàn)場側沒有任務接地，而且它和變送器的外殼隔有一定間隙或串接一個反向有任務接地，而且它

6、和變送器的外殼隔有一定間隙或串接一個反向二極管，但變送器的外殼和金屬安裝支架或與金屬設備相連形二極管，但變送器的外殼和金屬安裝支架或與金屬設備相連形成了自然接地。當變送器附近的設備或建筑物遭雷擊時，由于地電位成了自然接地。當變送器附近的設備或建筑物遭雷擊時，由于地電位的浮動，可以使變送器和控制系統(tǒng)兩處的地電位差達幾萬、幾十萬的浮動，可以使變送器和控制系統(tǒng)兩處的地電位差達幾萬、幾十萬伏，故經過信號電纜足以將變送器和控制系統(tǒng)的伏，故經過信號電纜足以將變送器和控制系統(tǒng)的AI卡同時擊穿，或擊卡同時擊穿，或擊穿其中之一詳細要視設備和導線的分壓比。穿其中之一詳細要視設備和導線的分壓比。處理方法：處理方法：

7、 將變送器外殼和控制系統(tǒng)實現(xiàn)等電位接地。將變送器外殼和控制系統(tǒng)實現(xiàn)等電位接地。雷電還擊原理圖雷電還擊原理圖變送器變送器DCS150米米幾萬、幾十萬伏地電位差幾萬、幾十萬伏地電位差地電位分布曲線地電位分布曲線引下線引下線1.3 1.3 某石蠟加氫安裝案例分析某石蠟加氫安裝案例分析雷害時間：雷害時間：20042004年年7 7月月8 8日下午日下午4 4點。點。事故情況：蒙受雷擊。使操作站事故情況：蒙受雷擊。使操作站的工控機的主板被雷擊壞。的工控機的主板被雷擊壞。 事故緣由：事故緣由： 由于工控機所在機柜位由于工控機所在機柜位于離大窗戶和門口不到于離大窗戶和門口不到0.80.8米，米，接受著和室外

8、一樣的電磁場強接受著和室外一樣的電磁場強度。而工控機的外殼沒有屏蔽度。而工控機的外殼沒有屏蔽接地，遭雷擊時，機柜門又半接地，遭雷擊時，機柜門又半虛掩。虛掩。 處理方法：處理方法： 首先是工控機的外殼屏首先是工控機的外殼屏蔽接地。其次，將控制室建筑蔽接地。其次，將控制室建筑物內的鋼筋、金屬門窗等銜接物內的鋼筋、金屬門窗等銜接起來，進展格柵屏蔽。起來，進展格柵屏蔽。1.4 1.4 某石化公司瀝青安裝的案例分析某石化公司瀝青安裝的案例分析雷害時間：雷害時間：20032003年年7 7月月2121日。日。某石化總廠瀝青安裝的控制室平面某石化總廠瀝青安裝的控制室平面瀝青裝置減壓塔m接地極總匯線橋架機柜室

9、操作室大面積窗戶區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)問題問題1 1：在雷電的當即，為什么顯示器會發(fā)生黑屏？：在雷電的當即，為什么顯示器會發(fā)生黑屏？2 2秒鐘后為什么秒鐘后為什么又自動恢復？又自動恢復？ 據(jù)現(xiàn)場調查，在遭雷擊時，控制室內的據(jù)現(xiàn)場調查，在遭雷擊時，控制室內的UPSUPS沒有發(fā)生停電事沒有發(fā)生停電事故，控制器和操作站的電源開關也沒有斷開過。顯示器黑屏故，控制器和操作站的電源開關也沒有斷開過。顯示器黑屏2 2秒鐘后秒鐘后又恢復到黑屏前的顯示畫面，這闡明操作站的主機在黑屏后也沒有又恢復到黑屏前的顯示畫面，這闡明操作站的主機在黑屏后也沒有重新啟動過即不斷處于通電形狀。重新啟動過即不斷處于通電形狀。 因此遭成顯示器黑屏

10、的緣由只能是強大的雷電電磁脈沖對陰因此遭成顯示器黑屏的緣由只能是強大的雷電電磁脈沖對陰極極射線管射線管CRTCRT內的電子束產生的干擾所至。由于距控制室南墻大內的電子束產生的干擾所至。由于距控制室南墻大窗戶只需窗戶只需3 3米左右的操作站，接受著和室外一樣的電磁場強度。米左右的操作站，接受著和室外一樣的電磁場強度。 這種干擾產生的后果是使顯示器失效，而不是破壞。即顯示這種干擾產生的后果是使顯示器失效，而不是破壞。即顯示器器在雷電電磁脈沖的作用下，失去正常功能，過在雷電電磁脈沖的作用下，失去正常功能，過2 2秒鐘干擾消逝后又恢秒鐘干擾消逝后又恢復正常。復正常。 問題問題2 2：為什么銜接在：為什

11、么銜接在I/OI/O信號卡前面的信號卡前面的LB900 LB900 型齊納平安柵卻安然型齊納平安柵卻安然無恙，而無恙，而I/OI/O卡卻壞了？卡卻壞了？ 由齊納平安柵原理圖可知，無論是由非本安端或現(xiàn)場端，當電由齊納平安柵原理圖可知，無論是由非本安端或現(xiàn)場端，當電壓超越一定值時，要過毫秒級的時間制造商提供的數(shù)據(jù)后方使壓超越一定值時，要過毫秒級的時間制造商提供的數(shù)據(jù)后方使齊納二極管齊納二極管VD1VD1、VD2VD2反向擊穿并產生雪崩，從而將能量釋放到地反向擊穿并產生雪崩，從而將能量釋放到地里去。而雷電脈沖的時間是里去。而雷電脈沖的時間是ss級的，遠小于雪崩時間和快速熔斷器級的，遠小于雪崩時間和快

12、速熔斷器FA1FA1的熔斷時間。的熔斷時間。 再那么，假設雷電波在金屬導線內的的傳輸速度為每秒再那么，假設雷電波在金屬導線內的的傳輸速度為每秒1515萬公萬公里，假定平安柵位于里，假定平安柵位于DCSDCS前面前面3 3米，那么從平安柵到米，那么從平安柵到DCSDCS的傳輸時間為的傳輸時間為20ns20ns。假設一旦有雷電波從現(xiàn)場經過平安柵，還未等齊納二極管產。假設一旦有雷電波從現(xiàn)場經過平安柵，還未等齊納二極管產生雪崩，雷電波已進入生雪崩，雷電波已進入DCSDCS系統(tǒng)，將系統(tǒng)，將DCSDCS損壞，把進入的雷電能量釋損壞，把進入的雷電能量釋放掉的同時從而也維護了平安柵。所以為什么雷擊時，放掉的同

13、時從而也維護了平安柵。所以為什么雷擊時，I/OI/O卡損壞卡損壞了，銜接在了，銜接在I/OI/O信號卡前面的齊納平安柵卻安然無恙。信號卡前面的齊納平安柵卻安然無恙。齊納平安柵原理圖齊納平安柵原理圖本 安 端非 本 安 端接 現(xiàn) 場 元 件1.5 1.5 某石化公司苯酚安裝的案例分析某石化公司苯酚安裝的案例分析雷害時間：雷害時間：20042004年年7 7月月1010日下午日下午4 4點。點。 DCSDCS機型：美國機型：美國MOOREMOORE公司的公司的APACSAPACS型。型。事故景象：事故景象： 遭雷擊時控制器內的遭雷擊時控制器內的EPROMEPROM里的程里的程序喪失。序喪失。緣由分

14、析：緣由分析： 由于控制室、控制器和所在機由于控制室、控制器和所在機柜都沒有屏蔽接地，位于離大窗戶柜都沒有屏蔽接地，位于離大窗戶塑鋼不到塑鋼不到1.81.8米，接受著和室米，接受著和室外一樣的電磁場強度。遭雷擊時，外一樣的電磁場強度。遭雷擊時，使使128K128K的的EPROMEPROM內的程序喪失。重內的程序喪失。重新下裝后正常。新下裝后正常。1.6 1.6 某燃氣公司混配站案例分析某燃氣公司混配站案例分析雷擊時間：雷擊時間：20032003年年8 8月月1010日。日。事故情況：蒙受雷擊的在線控制系統(tǒng)中包括一臺控制混合氣含氧量事故情況：蒙受雷擊的在線控制系統(tǒng)中包括一臺控制混合氣含氧量的控制

15、單元。該氧氣分析安裝是美國的控制單元。該氧氣分析安裝是美國TELEDYNETELEDYNE分析儀表公司的分析儀表公司的327RA327RA型產品，其中包括一臺基于袖珍型燃料電池的分析單元美國專利型產品，其中包括一臺基于袖珍型燃料電池的分析單元美國專利U.S. PAT.#3U.S. PAT.#3，429429，796796和一臺控制單元。由于它對整個混配過程和一臺控制單元。由于它對整個混配過程的操作具有舉足輕重的作用，以致雷擊后整個安裝不得不停產，嚴的操作具有舉足輕重的作用，以致雷擊后整個安裝不得不停產，嚴重地影響城市的供氣。重地影響城市的供氣。 電子線路分析：我們查閱了控制單元信號輸入部分的電

16、子線路電子線路分析：我們查閱了控制單元信號輸入部分的電子線路見圖，并根據(jù)交換下來的損壞件是圖見圖，并根據(jù)交換下來的損壞件是圖2 2中的中的A2A2OP07OP07運算放大運算放大器，就可以闡明，雷電波高電位是經過外部銜接電纜從器，就可以闡明，雷電波高電位是經過外部銜接電纜從TS6TS6的的2-2-3 3端，經過端，經過A1A1OP07OP07運算放大器量程選擇開關的反響通路直接進入運算放大器量程選擇開關的反響通路直接進入A2A2OP07OP07運算放大器，然后將其擊穿。運算放大器，然后將其擊穿。 含氧控制單元信號輸入的電子線路圖部分含氧控制單元信號輸入的電子線路圖部分 量程選擇開關來自分析單元

17、 的輸入信號輸出現(xiàn)場情況分析：該含氧分析儀從安裝在現(xiàn)場的分析單元到控制現(xiàn)場情況分析：該含氧分析儀從安裝在現(xiàn)場的分析單元到控制室內的控制單元，總共有室內的控制單元，總共有7 7根信號線相連，中間相距約根信號線相連，中間相距約150150米，采用米，采用的是單層的屏蔽電纜控制室一端接地。電纜沿深度為的是單層的屏蔽電纜控制室一端接地。電纜沿深度為700mm700mm、寬、寬約約800 mm800 mm的水泥地溝內敷設，溝內的電纜沒有再用金屬管和金屬走的水泥地溝內敷設，溝內的電纜沒有再用金屬管和金屬走線槽維護，即銜接電纜沒有采取雙層屏蔽和兩端接地的措施。所經線槽維護，即銜接電纜沒有采取雙層屏蔽和兩端接

18、地的措施。所經之地又有之地又有4 4、5 5處和建筑物避雷帶引下線的接地點相距很近。雷擊處和建筑物避雷帶引下線的接地點相距很近。雷擊時，經過電磁感應將雷電波即高電位帶入控制單元，將其損壞。時，經過電磁感應將雷電波即高電位帶入控制單元，將其損壞。某燃氣公司混配站的電纜溝某燃氣公司混配站的電纜溝 2 DCS 2 DCS雷害的風險評價雷害的風險評價 概述概述 風險普通定義為蒙受災禍和損失的能夠性，或者具有不確定性的風險普通定義為蒙受災禍和損失的能夠性，或者具有不確定性的能夠損失。風險評價就是人們處置風險的一種常用措施。能夠損失。風險評價就是人們處置風險的一種常用措施。 要對要對DCS進展雷害的風險評

19、價，首先要有一個評價的規(guī)范。據(jù)查進展雷害的風險評價，首先要有一個評價的規(guī)范。據(jù)查閱，目前涉及雷害風險評價的規(guī)范有：閱，目前涉及雷害風險評價的規(guī)范有：氣候行業(yè)規(guī)范氣候行業(yè)規(guī)范:氣候信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護規(guī)范氣候信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護規(guī)范QX3-2000；國際電信聯(lián)盟規(guī)范國際電信聯(lián)盟規(guī)范:通訊局站雷電損壞危險的評價通訊局站雷電損壞危險的評價ITU-TK.39；IEC規(guī)范規(guī)范:雷電災荒風險評價雷電災荒風險評價IEC 62305；國家規(guī)范國家規(guī)范:建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范GB 50343-2004。 我們以我們以2004年發(fā)布的國家規(guī)范年發(fā)布的國家規(guī)范“建筑物電

20、子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范范GB 50343-2004作為評價的參考規(guī)范適當引見作為評價的參考規(guī)范適當引見IEC 62305，并添加我們以為有必要論述的存在隱患和改良措施。并添加我們以為有必要論述的存在隱患和改良措施。 風險評價應包括風險的來源評價以及風險的損失評風險評價應包括風險的來源評價以及風險的損失評價，本文價，本文僅討論風險的來源評價。其評價的根本內容包括：僅討論風險的來源評價。其評價的根本內容包括： 1工程環(huán)境的描畫；工程環(huán)境的描畫； 2根據(jù)本地域的平均雷暴日和控制室所在建筑物的根據(jù)本地域的平均雷暴日和控制室所在建筑物的長、寬、高長、寬、高計算年估計雷擊次數(shù)；

21、計算年估計雷擊次數(shù)； 3根據(jù)電源電纜和根據(jù)電源電纜和I/O電纜等效受雷面積計算進控制電纜等效受雷面積計算進控制室線纜年室線纜年估計雷擊次數(shù)；估計雷擊次數(shù)； 4按防雷安裝的攔截效率確定按防雷安裝的攔截效率確定DCS的雷電防護等級；的雷電防護等級； 5存在的雷害隱患和改良措施。存在的雷害隱患和改良措施。 現(xiàn)以某石化公司加氫裂化安裝的現(xiàn)以某石化公司加氫裂化安裝的DCS為例引見為例引見DCS雷害的風險雷害的風險評價。評價。 2.1 2.1 工程環(huán)境的描畫工程環(huán)境的描畫 該安裝采用的該安裝采用的DCSDCS系統(tǒng)為美國系統(tǒng)為美國FoxboroFoxboro公司的公司的I/AI/A系列。系列。 控制室、機柜

22、室和電氣設備間包括變壓器和位于三樓的配電控制室、機柜室和電氣設備間包括變壓器和位于三樓的配電間等為一座鋼筋混凝土構造的獨立建筑物長間等為一座鋼筋混凝土構造的獨立建筑物長4848米，寬米，寬1515米，高米，高2020米，位于工藝安裝的北側，相距約米，位于工藝安裝的北側，相距約3030米。米。 機柜室的所在建筑物的四邊墻內都稱有機柜室的所在建筑物的四邊墻內都稱有1.5mm1.5mm厚的鋼板并屏蔽接厚的鋼板并屏蔽接地?？刂剖宜诮ㄖ锏捻敳坎捎帽芾拙W(wǎng)，利用建筑物墻柱內的結地?？刂剖宜诮ㄖ锏捻敳坎捎帽芾拙W(wǎng)，利用建筑物墻柱內的結構鋼筋作引下線并獨立接地。構鋼筋作引下線并獨立接地。 DCSDCS系統(tǒng)

23、采用單獨接地，但其接地體和建筑物防直擊雷的接地體系統(tǒng)采用單獨接地，但其接地體和建筑物防直擊雷的接地體相距僅相距僅1212米，小于規(guī)范規(guī)范規(guī)定的米，小于規(guī)范規(guī)范規(guī)定的2020米間隔。從機柜室通往現(xiàn)場的米間隔。從機柜室通往現(xiàn)場的電纜絕大部分采用環(huán)氧樹酯走線槽架空敷設。電纜絕大部分采用環(huán)氧樹酯走線槽架空敷設。2.2 控制室所在建筑物年估計雷擊次數(shù) 根據(jù)本地域的平均雷暴日和控制室所在建筑物的長、寬、高計算建根據(jù)本地域的平均雷暴日和控制室所在建筑物的長、寬、高計算建筑物年估計雷擊次數(shù)筑物年估計雷擊次數(shù)知條件：知條件： 1 1上海地域實踐的年平均雷暴日上海地域實踐的年平均雷暴日Td=49.9d/aTd=4

24、9.9d/aGBGB為為28.4d/a28.4d/a； 2 2控制室所在建筑物的長控制室所在建筑物的長L=48mL=48m、寬、寬W=15mW=15m、高、高H=20mH=20m。計算：計算： 1 1雷擊大地的年平均密度雷擊大地的年平均密度 即按地域的年平均雷暴日即按地域的年平均雷暴日TdTd換算成每年每平方公里蒙受雷擊的換算成每年每平方公里蒙受雷擊的次次數(shù)。數(shù)。NoImage)/(87.39 .49024.0024.023 .13 .1akmTNdg（次注：最新的注：最新的IEC 62305的計算公式為：的計算公式為： Ng=0.1 Td 假設按此式計算，假設按此式計算，Ng值要比按值要比按

25、Ng=0.024 Td1.3公式計算添加約公式計算添加約1次次/km2a。 可見可見IEC 62305的計算公式更為保險。的計算公式更為保險。 (2)(2)建筑物的等效受雷面積建筑物的等效受雷面積 即把和建筑物的長、寬、即把和建筑物的長、寬、高有高有關的體積換算成截收一樣雷擊次數(shù)關的體積換算成截收一樣雷擊次數(shù)的等效面積。的等效面積。 該面積即為建筑物避雷針高度該面積即為建筑物避雷針高度為為H H的維護范圍，折算成每邊的擴展的維護范圍，折算成每邊的擴展寬度寬度D D，當建筑物高度，當建筑物高度H H小于小于100100米米時，時， =0.0196=0.0196 NoImage)(200mHHD）

26、（610)200()200()(2HHHHWLLWAe2kmLDDWDD(3) (3) 控制室所在建筑物年估計雷擊次數(shù)控制室所在建筑物年估計雷擊次數(shù) N1=k Ng Ae N1=k Ng Ae 式中式中k k為校正系數(shù)，按建筑物的周邊環(huán)境取值，取值范圍為為校正系數(shù)，按建筑物的周邊環(huán)境取值，取值范圍為1 1至至2 2，現(xiàn)，現(xiàn)取取1.51.5，所以，所以 N1=1.5N1=1.53.873.870.0196=0.114(0.0196=0.114(次次/ /年年) ) 即控制室所在建筑物遭直擊雷的能夠性是每近九年一次。即控制室所在建筑物遭直擊雷的能夠性是每近九年一次。注：注： IEC 62305 A

27、eIEC 62305 Ae是這樣計算等效的受雷面積的：是這樣計算等效的受雷面積的： 經過建筑物頂部與其接觸，將傾斜度為經過建筑物頂部與其接觸，將傾斜度為1/31/3的直線，圍繞建筑物的直線，圍繞建筑物一周后與地面交接的截面積為等效受雷面積見以下圖。一周后與地面交接的截面積為等效受雷面積見以下圖。 對以下圖所示的建筑物，其等效受雷面積為：對以下圖所示的建筑物，其等效受雷面積為： Ae=LW+6H(L+W)+9H2 (m2)Ae=LW+6H(L+W)+9H2 (m2) N1=k Ng Ae10-6 N1=k Ng Ae10-6次次/ /年年式中式中k k為和建筑物所處地理環(huán)境有關的校正系數(shù)，它可以

28、按下表選取。為和建筑物所處地理環(huán)境有關的校正系數(shù)，它可以按下表選取。 建筑物等效受雷面積建筑物等效受雷面積1：3LH3HW建筑物建筑物( (電纜電纜) )的相對位置的相對位置校正系數(shù)校正系數(shù)k k位于山丘或山頂上的孤立建筑物位于山丘或山頂上的孤立建筑物( (電纜電纜) )2.0孤立建筑物孤立建筑物( (電纜電纜) )：附近沒有其它物體：附近沒有其它物體1.0被其它物體或樹所包圍被其它物體或樹所包圍0.5一點重要的闡明：一點重要的闡明： 建筑物年估計雷擊次數(shù)的計算，除了控制室所在建建筑物年估計雷擊次數(shù)的計算，除了控制室所在建筑物外，還應包括含有變送器、執(zhí)行器等控制設備的工筑物外，還應包括含有變送

29、器、執(zhí)行器等控制設備的工藝廠房或工藝框架。藝廠房或工藝框架。 計算方法一樣本例暫不思索計算方法一樣本例暫不思索2.3 2.3 進機柜室進機柜室I/OI/O電纜年估計雷擊次數(shù)電纜年估計雷擊次數(shù)N2N2確實定確實定 N2=Ng N2=NgAe1+Ae2Ae1+Ae2式中：式中：Ng-Ng-雷擊大地的年平均密度雷擊大地的年平均密度, ,上述計算為上述計算為3.873.87；Ae1Ae1電源線纜等效受雷面積電源線纜等效受雷面積 , ,因本安裝的電源線纜為室內因本安裝的電源線纜為室內敷設取敷設取0 0；Ae2 I/OAe2 I/O信號線纜等效受雷面積信號線纜等效受雷面積 , ,因本安裝的因本安裝的I/O

30、I/O線纜架空線纜架空敷設，假設取平均長度為敷設，假設取平均長度為150150米，那么米，那么Ae2Ae2可取可取0.30.3。 所以所以 N2=3.87N2=3.870+0.30+0.3=1.161(=1.161(次次/ /年年) )即進控制室的即進控制室的I/OI/O電纜年估計雷擊次數(shù)是每年電纜年估計雷擊次數(shù)是每年1.1611.161次。次?？刂剖宜诮ㄖ锛斑M控制室控制室所在建筑物及進控制室I/OI/O電纜年估計雷擊次數(shù)電纜年估計雷擊次數(shù)N N確實定確實定 N= N1+ N2=0.114+1.161=1.275 (N= N1+ N2=0.114+1.161=1.275 (次次/ /年年)

31、 )2km2km注：注： IEC 62305IEC 62305是這樣計算進主控室電纜年估計雷擊次數(shù)是這樣計算進主控室電纜年估計雷擊次數(shù)N2N2的：的： 進主控制室電纜年估計雷擊次數(shù)進主控制室電纜年估計雷擊次數(shù)N2N2為：為： N2= kNgAl10-6 N2= kNgAl10-6 次次/ /年年式中：式中：kk線路位置的校正系數(shù)，它可以按線路位置的校正系數(shù)，它可以按8686頁注表選取。頁注表選取。 AlAl雷擊電纜的等效受雷面積，它包括雷擊入戶電纜的等雷擊電纜的等效受雷面積，它包括雷擊入戶電纜的等效受雷面積效受雷面積Al1Al1和雷擊入戶電纜臨近區(qū)域的等效受雷面積和雷擊入戶電纜臨近區(qū)域的等效受

32、雷面積Al2Al2，即，即A1=Al1+Al2A1=Al1+Al2。 2.4 2.4 按雷擊風險評價按雷擊風險評價DCSDCS的雷電防護等級的雷電防護等級1 1控制室所在建筑物及進控制室控制室所在建筑物及進控制室I/OI/O電纜年估計雷擊次數(shù)電纜年估計雷擊次數(shù)N N確實定確實定 N= N1+ N2=0.114+1.161=1.275 (N= N1+ N2=0.114+1.161=1.275 (次次/ /年年) )2 2可接受的最大年平均雷擊次數(shù)可接受的最大年平均雷擊次數(shù)NcNc的計算的計算 式中：式中：CC各類因子各類因子 C=C1+C2+C3+C4+C5C=C1+C2+C3+C4+C5 C1

33、DCS C1DCS所在建筑物資料構造因子，鋼筋混凝土構造取所在建筑物資料構造因子，鋼筋混凝土構造取1.01.0； C2DCSC2DCS重要程度因子，集成化程度較高的低電壓微電流設重要程度因子，集成化程度較高的低電壓微電流設備取備取3.03.0； C3DCSC3DCS抗浪涌才干因子，相當弱取抗浪涌才干因子，相當弱取3.03.0； C4DCSC4DCS所在雷電防護區(qū)所在雷電防護區(qū)LPZLPZ因子，在因子，在LPZ2LPZ2區(qū)取區(qū)取0.50.5； C5DCSC5DCS發(fā)生雷擊事故的后果因子，因中斷后會產生嚴重后發(fā)生雷擊事故的后果因子，因中斷后會產生嚴重后果取果取1.51.5。CNc/108 . 55

34、 . 1所以所以 C=1+3+3+0.5+1.5+=9.0C=1+3+3+0.5+1.5+=9.0 =5.8 =5.810-1.5/9.0=0.0206(10-1.5/9.0=0.0206(次次/ /年年) )即本安裝即本安裝DCSDCS因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次數(shù)每年僅為數(shù)每年僅為0.02060.0206次。次。CNc/108.55.12 2防雷安裝攔擊效率防雷安裝攔擊效率E E的計算的計算 E=1-Nc/N=1-0.0206/1.275=0.984E=1-Nc/N=1-0.0206/1.275=0.984 根據(jù)根據(jù)

35、第第4.2.44.2.4條款有關雷電防護等級的規(guī)定：條款有關雷電防護等級的規(guī)定： 當當E E0.980.98時時 定為定為A A級；級； 當當0.900.90E0.98E0.98時時 定為定為B B級；級； 當當0.800.80E0.90E0.90時時 定為定為C C級；級； 當當E0.80E0.80時時 定為定為D D級。級。 所以本安裝的所以本安裝的DCSDCS的雷電防護等級應劃為的雷電防護等級應劃為A A級，即最高等級。級，即最高等級。2.5 2.5 存在的隱患存在的隱患1 1存在于接地系統(tǒng)的問題存在于接地系統(tǒng)的問題DCSDCS的單獨接地極和建筑物防雷系統(tǒng)的接地極相距小于規(guī)范規(guī)范規(guī)定的單

36、獨接地極和建筑物防雷系統(tǒng)的接地極相距小于規(guī)范規(guī)范規(guī)定的的2020米，一當機柜室所在的建筑物蒙受雷擊，由于地電位的浮米，一當機柜室所在的建筑物蒙受雷擊，由于地電位的浮動，會對動，會對DCSDCS呵斥放電還擊，使呵斥放電還擊，使DCSDCS失效乃至損壞。失效乃至損壞。本安裝一切現(xiàn)場變送器的外殼和本安裝一切現(xiàn)場變送器的外殼和DCSDCS系統(tǒng)都沒有等電位接地，而變送系統(tǒng)都沒有等電位接地，而變送器是由于安裝支架自然接地的。當變送器附近的設備或建筑物器是由于安裝支架自然接地的。當變送器附近的設備或建筑物遭雷擊時，由于地電位的浮動可以使變送器和控制系統(tǒng)兩處的遭雷擊時，由于地電位的浮動可以使變送器和控制系統(tǒng)兩

37、處的地電位差達幾萬、幾十萬伏，經過還擊可以使變送器和地電位差達幾萬、幾十萬伏，經過還擊可以使變送器和DCSDCS失效失效或損壞?；驌p壞。C. C. 一切機柜的接地匯流排沒有采用分類匯總的銜接方法，現(xiàn)有的一切機柜的接地匯流排沒有采用分類匯總的銜接方法，現(xiàn)有的所謂環(huán)路即串聯(lián)接地銜接，會對各柜間的接地系統(tǒng)產生耦所謂環(huán)路即串聯(lián)接地銜接，會對各柜間的接地系統(tǒng)產生耦合，這對本安地是絕對不允許的。合，這對本安地是絕對不允許的。 2 2存在于線纜敷設的問題存在于線纜敷設的問題 絕大部分的雷電波都是經過電纜進入絕大部分的雷電波都是經過電纜進入DCSDCS的，所以信號傳輸線的的，所以信號傳輸線的敷設應雙層屏蔽，最

38、好是埋地敷設，或利用金屬走線槽兩端或每敷設應雙層屏蔽，最好是埋地敷設，或利用金屬走線槽兩端或每隔隔3030米接地，以減少雷電電磁場的影響。而本安裝的電纜絕大米接地，以減少雷電電磁場的影響。而本安裝的電纜絕大部分采用環(huán)氧樹酯走線槽架空敷設的，起不了外層的屏蔽作用。如部分采用環(huán)氧樹酯走線槽架空敷設的，起不了外層的屏蔽作用。如果整個工藝安裝蒙受雷擊的話，空間的雷電電磁場經過電磁感應將果整個工藝安裝蒙受雷擊的話，空間的雷電電磁場經過電磁感應將高電位經過線纜帶入高電位經過線纜帶入DCSDCS將其損壞，這能夠是最主要的緣由。將其損壞，這能夠是最主要的緣由。3 3其它存在的問題其它存在的問題 A.A.要關注

39、建筑物防雷安裝引下線的詳細位置，這對線纜敷設以及盤要關注建筑物防雷安裝引下線的詳細位置，這對線纜敷設以及盤柜的布置有著舉足輕重的影響。柜的布置有著舉足輕重的影響。B.B.要核實該要核實該DCSDCS的電磁兼容性的電磁兼容性EMCEMC目的，特別是對防雷有重要影目的，特別是對防雷有重要影響的浪涌抗擾度目的和脈沖磁場抗擾度目的。由于這牽涉到有否必響的浪涌抗擾度目的和脈沖磁場抗擾度目的。由于這牽涉到有否必要對重要的工藝參數(shù)的要對重要的工藝參數(shù)的I/OI/O端口加設浪涌吸收器端口加設浪涌吸收器SPDSPD。3 從從“亡羊補牢到亡羊補牢到“防患于未然防患于未然 無論是雷害的風險評價，或者是案例分析，雖然

40、找無論是雷害的風險評價，或者是案例分析，雖然找出了問題的出了問題的癥結所在，由于是在工程的施工大體完成或開工之后，癥結所在，由于是在工程的施工大體完成或開工之后，如要作很大如要作很大的修正談何容易的修正談何容易, ,而且這終究是而且這終究是“亡羊補牢。因此，假亡羊補牢。因此，假設能在工設能在工程的設計階段就予以思索程的設計階段就予以思索DCSDCS的防雷措施，的防雷措施，“防患于未然防患于未然才是處理才是處理問題的根本方法。問題的根本方法。 根據(jù)我們的任務閱歷，特提出以下幾個方面在今后根據(jù)我們的任務閱歷，特提出以下幾個方面在今后新安裝的工新安裝的工程設計階段就給予充分的思索，并提供應大家參考。