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。
yanjiuzhinengyibiaokongzhixitongfangleiyingcongwaibuxitongfangleiyuneibuxitongfangleiliangfangmianrushou。waibufangleicuoshizhuyaojiejueganyingleijiduiceliangyibiaodeweihai。dianyongqinrutujingzhuyaoyouxinhao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、linghuo,leibaotianqiyounengjiangguoyadianyongxiefangdaodadi,qianzhishuchudianyazaianquanquyu,congerquebaoxinhaochuanshudeanquan。congshiyongxiaoguokan,anzhuangdianyongqifangleidadatigaoleleibaotianqixiazhinengyibiaozhuangzhideanquanxishu。xinhaobileixitongrutu2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。
yanjiuzhinengyibiaokongzhixitongfangleiyingcongwaibuxitongfangleiyuneibuxitongfangleiliangfangmianrushou。waibufangleicuoshizhuyaojiejueganyingleijiduiceliangyibiaodeweihai。dianyongqinrutujingzhuyaoyouxinhao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、linghuo,leibaotianqiyounengjiangguoyadianyongxiefangdaodadi,qianzhishuchudianyazaianquanquyu,congerquebaoxinhaochuanshudeanquan。congshiyongxiaoguokan,anzhuangdianyongqifangleidadatigaoleleibaotianqixiazhinengyibiaozhuangzhideanquanxishu。xinhaobileixitongrutu2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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