智能儀表的雷擊與防護
發布時間:2011-09-16
中心議題:
一、概述
智能儀表控製係統中的工控機、各種通訊模件、安防器件以及現場測量儀表大都運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度低、耐(nai)電(dian)湧(yong)能(neng)力(li)低(di)等(deng)致(zhi)命(ming)弱(ruo)點(dian),在(zai)雷(lei)暴(bao)季(ji)節(jie)常(chang)遭(zao)雷(lei)擊(ji)的(de)侵(qin)害(hai),輕(qing)則(ze)造(zao)成(cheng)幾(ji)台(tai)儀(yi)表(biao)計(ji)算(suan)機(ji)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)部(bu)分(fen)擊(ji)壞(huai),重(zhong)則(ze)造(zao)成(cheng)整(zheng)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)癱(tan)瘓(huan),被(bei)迫(po)停(ting)工(gong)檢(jian)修(xiu),造(zao)成(cheng)巨(ju)大(da)的(de)損(sun)失(shi)。因(yin)此(ci),非(fei)常(chang)有(you)必(bi)要(yao)在(zai)這(zhe)些(xie)控(kong)製(zhi)和(he)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)加(jia)入(ru)防(fang)雷(lei)裝(zhuang)置(zhi)。
二、雷電侵入途徑
雷電湧侵入導致計算機與通訊故障,當電湧超過計算機的承受能力時,將出現數據亂碼,芯片被擊壞,甚至損壞軟件係統,造成接收/輸送數據中斷。
研yan究jiu智zhi能neng儀yi表biao控kong製zhi係xi統tong防fang雷lei應ying從cong外wai部bu係xi統tong防fang雷lei與yu內nei部bu係xi統tong防fang雷lei兩liang方fang麵mian入ru手shou。外wai部bu防fang雷lei措cuo施shi主zhu要yao解jie決jue感gan應ying雷lei擊ji對dui測ce量liang儀yi表biao的de危wei害hai。電dian湧yong侵qin入ru途tu徑jing主zhu要yao有you信xin號hao電纜引yin入ru感gan應ying電dian湧yong進jin入ru側ce量liang儀yi表biao電dian路lu破po壞huai絕jue緣yuan,擊ji穿chuan微wei電dian元yuan器qi件jian,造zao成cheng儀yi表biao故gu障zhang和he直zhi擊ji感gan應ying雷lei通tong過guo表biao體ti直zhi進jin儀yi表biao電dian路lu,擊ji穿chuan電dian路lu模mo件jian造zao成cheng故gu障zhang。解jie決jue措cuo施shi是shi重zhong新xin按an防fang雷lei規gui範fan要yao求qiu審shen查zha裝zhuang置zhi的de整zheng體ti避bi雷lei措cuo施shi及ji信xin號hao通tong訊xun電dian纜lan接jie地di,合he理li布bu線xian以yi及ji金jin屬shu儀yi表biao箱xiang的de接jie地di。對dui於yu重zhong點dian聯lian鎖suo信xin號hao的de保bao護hu係xi統tong應ying設she置zhi浪lang湧yong器qi;內部防雷係統主要是指智能儀表控製係統的電源防雷保護,控製顯示單元、操作係統、工程師站等數據處理設備的接地,以及進出計算機信號通道防雷和局域網相關聯的交換機、網卡等信號、電源的防雷措施。
三、預防雷擊的做法
3.1改進接地係統
(l)安全保護地、控製櫃、操作台、工程師站、電源櫃等機殼接地都要用扁鋼連接到一起。
(2)儀表信號地、計算機輸入輸出信號地是儀表測量的參考點,所有儀表工作電源如24V負端和此地相連構成等電位。
(3)本安地、安全柵、隔離柵、安全器等接地也要同儀表信號參考點連接到一起,構成等電位係統,接地集結在一點,電阻不能大於lΩ。
3.2暇源防浪湧
智能儀表控製係統的電源是從配電係統進入計算機主控室。電源係統是從發電廠通過變壓器、配電係統最後供儀表係統使用,在雷暴天氣中電源輸送進由於環韋多途徑長,極可能遭受雷擊,因此此時的電源並不是380v或220v、50Hzjiaoliudian,ershicanzalegezhongzabodelangyongdianya,ruguobushezhifanglangyongbaohuxitong,nameshiyongzhongdedianqishebeihuiyinchaoguonaiyajixianerfashengshigu。jiangzongpeidianjinlaideA、B、C、D三線四相並接至電源浪湧器所相對的A、B、C、Djiexianzhushang。zaileibaoshiganyingleilangyongtongguodianyongbaohuqibaohujiangguozaidianliuhuirudadi,shuchudianyaqianzhizaianquangongzuoqunei,quebaodianyuananquanyunxing。dianyuanfanglangyongxitongrutu1所示。
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3.3信號通道電湧器
信號通道電湧器應確保正常狀態下儀表各類檢測信息傳遞準確、穩定、靈ling活huo,雷lei暴bao天tian氣qi又you能neng將jiang過guo壓ya電dian湧yong泄xie放fang到dao大da地di,鉗qian製zhi輸shu出chu電dian壓ya在zai安an全quan區qu域yu,從cong而er確que保bao信xin號hao傳chuan輸shu的de安an全quan。從cong使shi用yong效xiao果guo看kan,安an裝zhuang電dian湧yong器qi防fang雷lei大da大da提ti高gao了le雷lei暴bao天tian氣qi下xia智zhi能neng儀yi表biao裝zhuang置zhi的de安an全quan係xi數shu。信xin號hao避bi雷lei係xi統tong如ru圖tu2所示。
應用防雷產品應注意以下因素:
(l)定期檢查維護智能儀表控製係統工程電源係統接地、彙流條、接地體生鏽、斷裂等故障,及時修理使其恢複正常,定期檢測電阻(電阻應保持在1隻)。如發現電阻值增高應查明原因並進行降阻。
(2)按比例對電湧器進行年檢,因為電湧器長期使用,電子器材會因老化而導致動作電壓下降,致使防雷參數不合格。
(3)電dian源yuan防fang雷lei柵zha一yi般ban使shi用yong在zai配pei電dian係xi統tong中zhong。有you許xu多duo產chan品pin都dou有you報bao警jing裝zhuang置zhi,一yi旦dan防fang雷lei柵zha過guo度du發fa熱re,裝zhuang置zhi會hui自zi動dong斷duan開kai,並bing發fa出chu光guang電dian聲sheng等deng報bao警jing信xin號hao。應ying定ding期qi檢jian查zha其qi外wai觀guan狀zhuang況kuang與yu泄xie流liu接jie地di腐fu蝕shi情qing況kuang。在zai選xuan用yong電dian源yuan浪lang湧yong器qi時shi要yao注zhu意yi負fu載zai的de大da小xiao,選xuan擇ze合he適shi的de浪lang湧yong保bao護hu器qi。
3.4檢修實例
快事達粘膠實業有限公司購進的德國Profil-Clip GmbH公司生產的SKT-H5全自動軟包裝分裝機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,期間共燒毀了三台變頻器,究其原因,是由於電源係統未有采用防雷技術所致。後采用了圖1所示的電源防浪湧係統後,再沒有發生同類故障現象。
四、結語
為了使工業生產的智能儀表控製係統安全可靠運行,學習和借鑒先進的防雷措施以及選用優質的防雷產品勢在必行。
- 學習智能儀表的雷擊與防護
- 了解雷電侵入途徑
- 改進接地係統
- 采用暇源防浪湧技術
- 利用信號通道電湧器
一、概述
智能儀表控製係統中的工控機、各種通訊模件、安防器件以及現場測量儀表大都運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度低、耐(nai)電(dian)湧(yong)能(neng)力(li)低(di)等(deng)致(zhi)命(ming)弱(ruo)點(dian),在(zai)雷(lei)暴(bao)季(ji)節(jie)常(chang)遭(zao)雷(lei)擊(ji)的(de)侵(qin)害(hai),輕(qing)則(ze)造(zao)成(cheng)幾(ji)台(tai)儀(yi)表(biao)計(ji)算(suan)機(ji)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)部(bu)分(fen)擊(ji)壞(huai),重(zhong)則(ze)造(zao)成(cheng)整(zheng)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)癱(tan)瘓(huan),被(bei)迫(po)停(ting)工(gong)檢(jian)修(xiu),造(zao)成(cheng)巨(ju)大(da)的(de)損(sun)失(shi)。因(yin)此(ci),非(fei)常(chang)有(you)必(bi)要(yao)在(zai)這(zhe)些(xie)控(kong)製(zhi)和(he)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)加(jia)入(ru)防(fang)雷(lei)裝(zhuang)置(zhi)。
二、雷電侵入途徑
雷電湧侵入導致計算機與通訊故障,當電湧超過計算機的承受能力時,將出現數據亂碼,芯片被擊壞,甚至損壞軟件係統,造成接收/輸送數據中斷。
研yan究jiu智zhi能neng儀yi表biao控kong製zhi係xi統tong防fang雷lei應ying從cong外wai部bu係xi統tong防fang雷lei與yu內nei部bu係xi統tong防fang雷lei兩liang方fang麵mian入ru手shou。外wai部bu防fang雷lei措cuo施shi主zhu要yao解jie決jue感gan應ying雷lei擊ji對dui測ce量liang儀yi表biao的de危wei害hai。電dian湧yong侵qin入ru途tu徑jing主zhu要yao有you信xin號hao電纜引yin入ru感gan應ying電dian湧yong進jin入ru側ce量liang儀yi表biao電dian路lu破po壞huai絕jue緣yuan,擊ji穿chuan微wei電dian元yuan器qi件jian,造zao成cheng儀yi表biao故gu障zhang和he直zhi擊ji感gan應ying雷lei通tong過guo表biao體ti直zhi進jin儀yi表biao電dian路lu,擊ji穿chuan電dian路lu模mo件jian造zao成cheng故gu障zhang。解jie決jue措cuo施shi是shi重zhong新xin按an防fang雷lei規gui範fan要yao求qiu審shen查zha裝zhuang置zhi的de整zheng體ti避bi雷lei措cuo施shi及ji信xin號hao通tong訊xun電dian纜lan接jie地di,合he理li布bu線xian以yi及ji金jin屬shu儀yi表biao箱xiang的de接jie地di。對dui於yu重zhong點dian聯lian鎖suo信xin號hao的de保bao護hu係xi統tong應ying設she置zhi浪lang湧yong器qi;內部防雷係統主要是指智能儀表控製係統的電源防雷保護,控製顯示單元、操作係統、工程師站等數據處理設備的接地,以及進出計算機信號通道防雷和局域網相關聯的交換機、網卡等信號、電源的防雷措施。
三、預防雷擊的做法
3.1改進接地係統
(l)安全保護地、控製櫃、操作台、工程師站、電源櫃等機殼接地都要用扁鋼連接到一起。
(2)儀表信號地、計算機輸入輸出信號地是儀表測量的參考點,所有儀表工作電源如24V負端和此地相連構成等電位。
(3)本安地、安全柵、隔離柵、安全器等接地也要同儀表信號參考點連接到一起,構成等電位係統,接地集結在一點,電阻不能大於lΩ。
3.2暇源防浪湧
智能儀表控製係統的電源是從配電係統進入計算機主控室。電源係統是從發電廠通過變壓器、配電係統最後供儀表係統使用,在雷暴天氣中電源輸送進由於環韋多途徑長,極可能遭受雷擊,因此此時的電源並不是380v或220v、50Hzjiaoliudian,ershicanzalegezhongzabodelangyongdianya,ruguobushezhifanglangyongbaohuxitong,nameshiyongzhongdedianqishebeihuiyinchaoguonaiyajixianerfashengshigu。jiangzongpeidianjinlaideA、B、C、D三線四相並接至電源浪湧器所相對的A、B、C、Djiexianzhushang。zaileibaoshiganyingleilangyongtongguodianyongbaohuqibaohujiangguozaidianliuhuirudadi,shuchudianyaqianzhizaianquangongzuoqunei,quebaodianyuananquanyunxing。dianyuanfanglangyongxitongrutu1所示。

3.3信號通道電湧器
信號通道電湧器應確保正常狀態下儀表各類檢測信息傳遞準確、穩定、靈ling活huo,雷lei暴bao天tian氣qi又you能neng將jiang過guo壓ya電dian湧yong泄xie放fang到dao大da地di,鉗qian製zhi輸shu出chu電dian壓ya在zai安an全quan區qu域yu,從cong而er確que保bao信xin號hao傳chuan輸shu的de安an全quan。從cong使shi用yong效xiao果guo看kan,安an裝zhuang電dian湧yong器qi防fang雷lei大da大da提ti高gao了le雷lei暴bao天tian氣qi下xia智zhi能neng儀yi表biao裝zhuang置zhi的de安an全quan係xi數shu。信xin號hao避bi雷lei係xi統tong如ru圖tu2所示。

(l)定期檢查維護智能儀表控製係統工程電源係統接地、彙流條、接地體生鏽、斷裂等故障,及時修理使其恢複正常,定期檢測電阻(電阻應保持在1隻)。如發現電阻值增高應查明原因並進行降阻。
(2)按比例對電湧器進行年檢,因為電湧器長期使用,電子器材會因老化而導致動作電壓下降,致使防雷參數不合格。
(3)電dian源yuan防fang雷lei柵zha一yi般ban使shi用yong在zai配pei電dian係xi統tong中zhong。有you許xu多duo產chan品pin都dou有you報bao警jing裝zhuang置zhi,一yi旦dan防fang雷lei柵zha過guo度du發fa熱re,裝zhuang置zhi會hui自zi動dong斷duan開kai,並bing發fa出chu光guang電dian聲sheng等deng報bao警jing信xin號hao。應ying定ding期qi檢jian查zha其qi外wai觀guan狀zhuang況kuang與yu泄xie流liu接jie地di腐fu蝕shi情qing況kuang。在zai選xuan用yong電dian源yuan浪lang湧yong器qi時shi要yao注zhu意yi負fu載zai的de大da小xiao,選xuan擇ze合he適shi的de浪lang湧yong保bao護hu器qi。
3.4檢修實例
快事達粘膠實業有限公司購進的德國Profil-Clip GmbH公司生產的SKT-H5全自動軟包裝分裝機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,期間共燒毀了三台變頻器,究其原因,是由於電源係統未有采用防雷技術所致。後采用了圖1所示的電源防浪湧係統後,再沒有發生同類故障現象。

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