浅谈火力发电厂热工控制系统的防雷措施
发电厂和变电所的防雷保护
分析用图
避雷器上的电压
变压器上的电压波形
变压器承受雷电波能力
U c.5
2
l
Uj
变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离
lm
U j U c.5
2 /
三.变电所的进线段保护
保护目的：
为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设 备，限制流经避雷器的电流幅值不超过 5kv、限制侵入波陡度α不超过一定的允 许值
1.进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算 计算条件：
进线段1---2公里 雷电侵入波最大幅值为线路绝缘50%冲击 闪络电压
原理接线和等值电路图
3. 35kv及以上变电所的进线段保护
计算方程：
2.进入变电所的雷电波陡度α的计算
u
u
l
0.5
0.008u hd
令v=300m/us,陡度化为kv/m单位
2u
ib
ub z1
z1
ub
ub
ib
z1 2
u
用图解法求解
分析
避雷器电压有两个峰值：
uch
避雷器冲击放电电压，由于阀式避雷
器的伏的特性较平，可认为是一个定
值
uca 避雷器最高的残压，由于流经避雷器
的雷电流一般不超过5kA，因此其值取 为5kA下的残压
(2).变压器和避雷器之间有一定的电器距离 接线图
110kv及以上 可以相连，若ρ>1000Ω·m 应 加集中接地装置
35—60kv 当ρ<=500Ω·m 允许相连，但应 加集 中接地装置
当ρ>500Ω·m 不允许相连
二.变电所的侵入波保护
1.阀式避雷器的保护作用分析
(1).变压器与避雷器之间的距离为零
发电厂的防雷措施
发电厂的防雷措施摘要：本文主要从避雷针的使用、绝缘监测和接地处理等三个方面探讨了发电厂的一些防雷措施。
关键词：发电厂；防雷措施；避雷针；接地；绝缘电力系统俨然已经成为了当前我们生活工作中必不可少的一部分，一旦电力系统受损必将给我们的工作生活带来极大的不便和损失，而雷击便是造成发电厂事故的最大的原因，下面我就结合自身工作经验探讨下发电厂的防雷措施。
1避雷针的安装避雷针的安装主要考虑的是如何防止反击的问题.出于对反击的考虑,避雷针的安装方式可分为构架避雷针和独立避雷针两种.对于110 kV及以上的配电装置,由于电气设备的绝缘水平较高,在土壤电阻率不高的地区不易发生反击,可采用构架避雷针,既可节约投资,也便于布置.但应注意装设避雷针的构架应就近埋设辅助集中接地装置,其与变电所接地网的连接点离主变压器与地网连接点之间的电气距离应不小于15 m,以使雷击避雷针时,在接地装置上出现的电位升高,经15 m 的距离后,其幅值已衰减到不至于对绝缘相对较弱的变压器造成反击.同理,变压器的门型构架上,绝对不容许装设避雷针.对于其它的配电装置,应当装设独立避雷针.其接地装置与变电所主地网分开埋设,并在空气中及地下保持足够的距离(如图1所示).在实际工作中，若不忽视对避雷针及其接地装置的技术检测，保证其接地装置完好无损、接地电阻合格，一般不会发生雷电直击发电厂、变电所的事故。
供电线路中的入侵雷电波来自于雷电直击或雷电的静电感应。
采取的主要限制措施为：在发电厂、变电所内装设避雷器、进线保护段、电容器等。
作用是把雷电过电压即入侵雷电波的幅值和陡度限制到对电气设备没有危害的程度，保护电气设备绝缘，避免雷害事故发生。
由于在目前的科学技术水平下，无法对雷电进行控制，无法对其发展规律、强度进行预测。
使得线路长、地处旷野的输电线路很容易遭受雷击。
因此，不可能完全避免雷击和雷电波入侵。
据资料表明，在我国220kV 和500kV 发电厂中，由入侵雷电波而引起事故率为0.5 次/100 百所·a 和0.4 次/100 百所·a；发电厂直配电机的雷击损坏率为 1.25 次/100 百所·a。
电厂(发电企业)防雷治理措施
电气专业防雷治理措施公司自2008年机组正式投运以来，每年在雷雨季节均有不同程度地出现雷击损坏设备的现象，尤以今年情况最为严重，为防止今后避免或尽量少的出现雷击损坏设备的现象，成立防雷治理公关小组，布置电气、热控、输煤专业对各自区域进行了检查。
1、电气专业组织对全厂接地网接地电阻进行了测试，建筑物接地电阻均在合格范围，综合办公楼、物资楼几处测试点有虚焊现象。
治理措施：（1）综合泵房、净水站、除灰空压机房、凝泵变频器室、厂前区变电所顶部没有避雷带，计划在易受雷击的综合泵房、净水站、凝泵变频器室、厂前区变电所顶部用φ10mm镀锌圆钢安装避雷带，避雷带每隔1米用圆钢固定，并将避雷带用60×6镀锌扁钢引至地面接地体，在距地2.2米处做断接卡子，供测量接地电阻使用。
（2）消防楼、铁路楼、化水楼、输煤控制楼避雷带用60×6镀锌扁钢引至地面接地体，在距地2.2米处做断接卡子，供测量接地电阻使用。
（3）引风机变频室、机务空压机房因高度较低，并在输煤栈桥下方，按设计规程和现场实际条件不需安装避雷带。
（4）对综合办公楼、物资楼几处测试点虚焊现象进行重新焊接处理。
2、对升压站、制氢站、油库区独立避雷针接地电阻进行了测试，检查主接地网完好，检查网控保护室盘柜接地情况、制氢站盘柜接地情况较好，未发生遭受雷击现象。
但是等电位接地网铜排未安装绝缘子，个别就地端子箱接地线接至等电位接地网铜排上。
治理措施：（1）网控室至集控保护室电缆层等电位接地网铜排增设绝缘子，或者改用专用接地电缆重新敷设（此种敷设方式较好，可以防止偷盗现象，而增设绝缘子容易损坏）。
（2）对开关站别就地端子箱接地线接至等电位接地网铜排上进行整改，重新引到接地网。
3、热控专业4、热控专业5、热控专业6、检查厂区、办公楼通讯机房未敷设环形接地母线，未敷设均压接地网，屏柜接地点未与机房环形接地母线连接。
调度交换机、通信开关电源屏、通信电源分配柜自带防雷和浪涌保护器或自带过压保护。
火力发电厂综合防雷方案
八、火力发电厂发电屏蔽处理措施
屏蔽是减少电磁干扰的基本措施。
GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2001版）第6.3.1条规定：为减少电磁干扰的感应效应，宜采取以下的基本屏蔽措施：建筑物和房间的外部设屏蔽措施，以合适的路径敷设线路线路屏蔽。这些措施宜联合使《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198－94第2.3.9条“同轴电宜采用穿管暗敷或线槽的敷设方式。当必须采取架空敷设时，应采取防干扰措施”。
国际电工委员会对防雷过电压保护的防护区域划分为：LPZ0 区（LPZ0A、LPZ0B），LPZ1 区，LPZ2 区。
在金属塔架接地良好的情况下，火力塔塔的外部（包括舱）、塔架外部（包括塔架）、箱式变压器应属于LPZ0 区，这些部位是遭受直击雷（绕雷）或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位。机舱内、塔架内的设备应属于 LPZ1 区，这其中包括电缆、发电机、齿轮箱等。塔架内电气柜中的设备，特别是屏蔽较好的弱电部分应属于 LPZ2。
水管等）产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击，它因过电压、过电流易对微电子设备造成损坏、伤害工作人员、使传输或储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失。
火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；其分类有：按燃料分，燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的发电厂；按蒸汽压力和温度分，中低压发电厂（3.92MPa，450度），高压发电厂（9.9MPa，540度），超高压发电厂（13.83MPa，540度），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度），超临界压力发电厂（22.11MPa，550度）；按原动机分，凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽—燃汽轮机发电厂等；按输出能源分，凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）；按发电厂装机容量分，小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100—250MW），大中容量发电厂（250—1000MW），大容量发电厂（1000MW以上）；我国目前最大的火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量300万KW（即3000MW），5台60万KW（600MW）机组。
发电厂和变电所的防雷保护措施
发电厂和变电所的防雷保护措施————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:雷电是一种壮观的自然现象。
但是目前人类尚未掌握它和利用它,处于防范它所造成危害的阶段。
变电所(taｎsｆｏrmer substatioｎ）担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。
１. 雷电的形成和特点雷电是带有电荷的雷云之间或雷云对大地（或物体)之间产生急剧放电的一种自然现象。
当雷电发生时，放电电流使空气燃烧出一道强烈的火花，并使空气迅速猛烈膨胀,发出巨大响声。
雷电的特点是：时间短，电流强,频率高，感应或冲击电压大。
雷电出现的地方，可能对电气设备、建筑物、构筑物造成破坏，对人畜造成伤害，甚至可能造成爆炸、火灾等事故。
２. 雷电的主要危害ﻫ２.１雷电放电时产生高温损坏设备带电云对地面物体发生放电时，雷电流可达几十千安，甚至几百千安。
这样大的电流,即使持续时间非常短，也能在通道上产生大量的热，温度最高可达几万度。
显然，这样强烈的弧光若与易燃易爆物质相接触,必然会引起燃烧、爆炸或造成火灾。
如果厂房的屋顶是可燃的，雷击时就可能引起火灾。
3. 雷电的特性ﻫ 3.1直击雷大气中带有电荷的雷云对地电压可高达几十万KＶ。
当雷云同地面凸起物之间的电场强度达到该空间的击穿强度时所产生的放电现象,就是通常所说的雷击。
此时，雷电直接对建筑物或其他物体放电,产生具有很大破坏性的热效应和机械效应,相伴的还有电磁效应和闪络放电。
线路或设备直接受到雷击，对电气设备危害极大。
架空线路遭雷击，不仅危害线路本身，而且雷电还会沿导线传播到发、变、配电所,从而危害发、变、配电所的正常运行，严重时还会引起火灾、房屋倒塌或损坏电气设备。
３.2感应雷落雷处邻近物体因静电感应或电磁感应产生高电位所引起的放电称为感应雷。
当建筑物、构筑物或架空线路上空有雷云时，在建筑物、构筑物或架空线路上便会感应出与雷云所带电荷性质相反的电荷。
发电厂DCS系统的防雷与接地措施
发电厂DCS系统的防雷与接地措施一、前言雷电是一种自然放电现象，它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。
自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏由以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。
随着近年来电子技术的飞速发展,人类对电气设备尤其是计算机设备的依赖越来越严重，同时电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，而这些高精度的微电子设备内置大量的cmos半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。
（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。
）结果是各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的的安全运行造成严重威胁。
据统计，全世界每年因雷害造成的损失高达十亿美元以上。
发电厂的通信系统、mis系统、dcs系统是对雷电分敏感的弱电子设备，特别是dcs系统如果出现故障，会严重影响发电厂的正常生产。
今年造成300亿美元损失的美加大停电最初的起因就是雷击。
由于有了这样深刻的教训，我国电力系统对雷电防护更加关注了。
电力系统相关部门也正在采取更完善防护措施。
发电厂的厂房属国家级二类防雷建筑物，一般来说，在建厂时已经具备依据《建筑物防雷设计规范》gb50057-94设计的直接雷击防护措施，而且接地系统都做得很完善。
但是对于内部的设备防雷目前还没有做到非常系统的防护。
二、一般防雷理论2.1雷电侵入的途径雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：1.直击雷直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达5000kv，具有极大的破坏力。
如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：1．巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故，危害人身和设备安全。
2．雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。
3．雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。
发电厂防雷措施
发电厂防雷措施1. 介绍在发电厂运营过程中，雷击是一种常见的自然灾害，可能对设备和人员造成不可逆转的损害。
为了降低雷击对发电厂的影响，需要采取有效的防雷措施。
2. 防雷策略为了保护发电厂设备和人员的安全，以下是一些常见和有效的防雷措施：2.1. 接地系统正确安装和维护接地系统是防止雷击的必要步骤。
发电厂应建立可靠的接地系统，确保设备和建筑物能够有效地释放雷击电流。
2.2. 避雷针安装避雷针是一种常见的防雷手段。
避雷针可以吸引和导向雷电，从而减少雷击对设备和建筑物的影响。
发电厂应根据实际情况，合理布置避雷针。
2.3. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以提前预警雷电活动的发生，并采取相应的防护措施。
雷电监测系统可以监测雷电活动的频率、强度和位置，为发电厂的防雷工作提供重要参考。
2.4. 绝缘设备和保护装置使用绝缘设备和保护装置可以预防雷电对设备的直接影响。
发电厂应确保设备的绝缘良好，并安装合适的保护装置，如避雷器和过电压保护器。
2.5. 员工培训和意识提高发电厂的员工应接受相关的防雷培训，了解防雷知识和应急处理措施。
员工的防雷意识提高可以有效减少雷击事故的发生，并及时做出正确的应对。
3. 周期性检测和维护定期对防雷设施进行检测和维护是确保其有效性的重要步骤。
发电厂应制定详细的检测计划，并及时修复或更换存在问题的设备和装置。
结论综上所述，发电厂需要采取一系列防雷措施来保护设备和人员的安全。
建立可靠的接地系统，安装避雷针，使用雷电监测系统和保护装置，以及提高员工的防雷意识，都是有效的防雷策略。
同时，定期检测和维护防雷设施也是确保其有效性的重要措施。
浅谈发电厂中压配电系统防雷措施
浅谈发电厂中压配电系统防雷措施发电厂是一个非常重要的能源供应设施，其电力系统的安全运行对国家经济和社会的发展起着至关重要的作用。
由于发电厂中的电力系统规模庞大、设备复杂，雷击事故会对设备造成巨大的损害，并且可能导致电网停运，因此防雷措施在发电厂的电力系统中显得尤为重要。
首先，发电厂中的压配电系统应采取合理的接地措施。
良好的接地系统能够提供一条低阻抗的回路，将雷电能够安全地引导到地面上。
在发电厂中，通常会建立多种类型的接地系统，包括设备接地、防雷接地和人身安全接地等。
在选择接地材料时，应选择电阻低、导电性好的材料，并且要保持接地电阻的稳定性，定期检测和维护接地系统，确保其良好的工作状态。
其次，发电厂中的压配电设备应安装合适的避雷装置。
避雷设备包括避雷针、避雷网、避雷器等，通过引导和分散雷电能够有效地减少雷击伤害。
在选择和安装避雷装置时，需要根据地区的气候情况和雷击频率来进行合理的设计和布置，以提高避雷装置的效果。
此外，发电厂中的设备和线缆应采取必要的防雷措施。
例如，设备和线缆应采用合适的抗雷击设计，使用具有良好绝缘性能的材料，并且应设置地线和防雷连接器，以提高设备和线缆对雷电的抵抗能力。
另外，在发电厂中，还可以采用雷电预警系统和监测系统来提前预警并监测雷电活动。
雷电预警系统可以通过对雷电活动的监测和分析，提前发出警报，以便采取必要的措施来保护设备和人员安全。
监测系统可以实时地对设备和系统的雷击情况进行监测，及时发现并排除可能存在的隐患。
最后，在发电厂中，人员的防雷安全教育也是非常重要的。
发电厂应定期进行防雷安全培训，告知员工防雷知识和应急措施，增强员工对雷电风险的认识和应对能力，提高工作的安全性和有效性。
综上所述，发电厂中压配电系统的防雷措施是确保电力系统安全运行的重要步骤。
在设计和安装中，应根据地区的气候条件和雷击频率，采取合适的接地措施和避雷设备，并进行必要的线缆和设备保护。
此外，雷电预警系统、监测系统和人员防雷教育也是增加系统抗击雷电能力的重要手段。
火力发电厂防雷与接地检测实践
火力发电厂防雷与接地检测实践
火力发电厂是重要的能源供应设施，它的设备和设施需要承受各种自然和人为的不利因素。
其中，雷击是一种常见的天气灾害，可能引起设备、设施的损坏，甚至危及安全。
因此，防雷与接地检测是火力发电厂建设和运营的重要环节。
防雷技术主要采用避雷针、接地网、金属氧化物避雷器等设备。
设备的选用、设计、安装和使用应严格按照有关法律法规，以及国家和行业标准进行。
在使用防雷设备时，应定期对其进行检查和维护，确保其正常运行。
接地检测是确保设备、设施安全的重要环节。
接地系统主要由大地网和设备接地线组成。
接地系统的设计和施工应考虑到设备的特点和周围环境，确保电势平衡和接地电阻符合要求。
接地系统的维护和检查应定期进行，发现问题及时处理。
在实践中，需要制定专门的防雷接地管理制度，明确防雷接地设备的应用、保养和管理责任。
此外，应加强员工的安全教育和培训，提高其对防雷接地设施的认识和操作技能。
总之，防雷与接地是保障火力发电厂设备、设施安全、稳定运行的关键环节。
只有重视防雷接地工作，加强管理和检测，才能有效地预防电气事故的发生，保障发电厂的运行。
雷击造成电厂控制系统发生故障的原因分析及预防措施
雷击造成电厂控制系统发生故障的原因分析及预防措施在日常生活中，雷电是一种自然放电现象。
但是雷电释放能量时所产生的巨大电流和数千乃至数万伏高电压，对人类的生命及财产安全造成巨大的危害。
具有极强的破坏力，特别是给电厂的安全稳定运行带来极大的威胁和破坏。
我们知道，目前的电厂控制系统都采用大规模微电子器件的热控仪表与分散控制系统（DCS）控制，自动化标准高。
然而，（DCS）控制系统是由弱电控制，一般采用直流24伏。
所以它本身就绝缘低、耐压低，对电磁脉冲特别敏感。
当雷电来袭时，在雷电电磁脉冲的作用下，主要以电磁感应和电流波形式，对（DCS）控制系统造成致命损害。
因此，保障电厂的安全稳定运行，预防雷击造成电厂控制系统故障是我们电力系统急待解决的新课题。
下面，我们根据多年来从事电力建设工作的经验，以及不断的研究，对雷击造成电厂控制系统发生故障的原因进行分析以及采取预防措施进行探讨。
一、雷击造成电厂控制系统发生故障的原因分析：雷电主要是通过直击雷和雷电电磁脉冲干扰对电厂控制系统造成损害，直击雷能够导致地电位的漂移和浮动，从而造成雷电反击。
电厂的控制系统建筑物都安装有接地和防雷装置。
但在防直击雷突发接闪时，强大的瞬间雷击电流通过引下线流入接地装置，会使局部的地电位浮动并产生跨步电压，如果防雷的接地装置是独立的，它和控制系统的接地体没有足够的绝缘距离的话，则它们之间会产生放电，就会对电厂的控制室内的DCS系统造成致命的破坏。
雷击同时可以产生强大的电磁场，通过接地引下线对电厂的控制系统（DCS）电源电缆、通信电缆、I/O接口电缆产生电磁辐射，破坏DCS系统。
另外，在雷击放电时，空间辐射的电磁场会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压，也会对电厂的控制系统造成破坏。
二、预防措施：如何防范雷击给电厂控制系统造成破坏，提高抗雷击能力，需作好以下几点预防措施：1、作好接地工作：在电力系统中，接地工作非常重要，也是对人身及设备的重要保护工作。
发电厂低压系统防雷措施的探讨
６ ０・ 科技 论坛 Nhomakorabea发 电厂低 压系统 防雷措施 的探讨
于俊林 徐书伟
（ 黑龙 江省 黑 河 市 热 电 厂 ， 黑龙江 黑河 １ ６ ４ ３ ０ ０ ）
摘
要： 结合 黑龙 江省黑河市热电厂近年来 多次 因雷击烧毁微机设备 的事故 ， 对过 电压 的分类及危 害、 产生原 因、 预 防措施等分别进
的破坏的防护十分重要 ，所以本文就以这两种雷击的防护措施加以阐 近年来 ， 我厂因过电压发生多起烧毁微期． 设备 的事故 ， 对设备的安 述 。 全运行造成严重危胁。 我们分析找出过电压产生的具体原因， 在厂用低 对于直击雷主要是采用避雷针 、 避雷器 、 避雷线和避雷网作为接 闪 压系统中加装 了多级电源浪涌保护装置 ，有效避免 了雷击过电压烧毁 器 ， 然后通过 良好的接地装置迅速而安全的把雷电流引人大地。 选择以 微机设备事故 的再次发生， 保证了设备的安全运行 。 避雷针做接闪器时要选择限流接闪器，其在接闪的过程中可初步对雷 ２过电压的分类及危害 电流的峰值和陡度进行抑制达到限制流人大地 的雷电流幅值的作用 ， 过 电压将对 电气或 电子装置其 中的电路 ， 元器件 ， 造成直接破坏 ， 尽量减少雷电反击和感应电磁脉冲的量级。 这种破坏， 依据其严重程度 ， 大体可分为以下四种情况 ： 对于感应雷则需要从整体和系统建立起三维的防护体系，主要包 ①使设备、 装置短时间失效。②造成潜故障。 ③造成电路或器件的 括 以下 兀 ． 个 方面 ： 永久洼损坏。 ④导致起火， 触电等安全事故 。 异常过电压 ， 依据其成因的 电源的防护： 不 同， 可以分为雷击过电压 、 操作过电压 、 静电和暂态过电压等。 因综合 自动化装置的电源均取 自电厂内 ｌ Ｏ ｋ Ｖ ／ ３ ８ ０ Ｖ厂 内变压器 ， ２ ． １雷击过电压 且经验证明一般热电厂 内６ ０ ％的雷击事故均为电源系统防雷措施不完 雷电过电压雷云直接对设备、装置放电时，设备装置所承受的是 善造成 的， 故对综合 自动化装置的防雷 ， 电源系统防护应放于首位。参 “ 直击雷过 电压” ， 这种情况 ， 毕竟是很少的 ， 而通常所说 的雷击过 电压 照 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ５ ７ ． ９ ４ 苣 筑物防雷设计规范》 、 Ｉ Ｅ Ｃ １ ３ １ ２ 一 ｌ 及Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ４ ３ — ２ ０ ０ ４ 是指“ 感应雷电压” 。当雷击对地面某一点放电时 ， 通常是在它周 围方圆 《 建筑物电子信息系统防雷技术规范》对雷 电引起电磁场脉冲的防护， １ ． ５ ｋ ｍ范围内的导线 ， 导体中， 都会有一定幅度值的瞬态电压产生， 雷电 对建筑物内电子信 息系统设备的雷电电磁脉冲的防护等级的要求 ， 将 冲击波的特点是持续时间短 ， 但峰值很高。 电厂综合 自动化系统的低压配电系统 中采用 ３ ～ ４级浪涌保护器进行 ２ ． ２操作过电压 保护。 操作过电压是指电路中的断路器 、 隔离开关 、 继电器 、 可控硅开关 Ｉ 级电源保护：在 ｌ Ｏ ｋ Ｖ ／ ３ ８ ０ Ｖ厂内变压器低压进线侧安装大通流 等通断转接时，在系统 电路中、电路对地以及开关两端所产生的过 电 量电源浪涌保护器 即 Ｊ Ｉ ＿ Ｓ Ｐ 一 ４ ０ ０ ／ ２ ０ ０ ／ ４ Ｐ ，其技术 指标为 ：持续 电压 压。产生操作过电压的原因是 由于线路及其中的元器件都带有 电感和 ４ ０ ０ Ｖ、 保护水平 ２ ． ５ Ｋ Ｖ、 通流容量 ２ ０ ０ ｋ Ａ （ ８ ／ ２ ０ ｍ ｓ ） ， 响应时间＜５ ｎ ｓ ； 具有 电容 ， 储存在电感 中磁能和储存在电容中的静 电场能量 ， 在 电路状态突 可靠的热脱扣保护功能， 及浪涌识别技术。这些参数可以很好的满足此 变时产生能量转换 ， 过度的振荡过程， 由振荡而出现过电压 。操作过电 级现场防雷 的需求 ，此保护可以有效的防止雷电通过低压电源系统传 压的持续时间比雷击过电压长 ， 比暂态过电压短 ， 在数百微妙 ｌ Ｏ Ｏ ｍＳ 之 导进入低压配电系统产生的干扰和电厂附近雷电活动时感应过电压干 间， 并且衰减很陕。 扰。 ３发电厂防雷的具体方案 Ⅱ级电源保护 ： ＭＣ Ｃ进线柜线路输入端的电源安装电源浪涌保护 发 电厂实现综合 自动化， 其装置形式 、 功能配置以及操作方式都发 器即 Ｊ Ｌ Ｓ Ｐ 一 ４ ０ ０ ／ ８ ０ ／ ４ Ｐ 。其 技术指标 为 ：持续 电压 ４ ０ ０ Ｖ、保护水 平 生了根本变化。利用多台微型计算机和大规模集成电路装置组成的 自 ２ ． ０ Ｋ Ｖ 、 通流容量 ８ ０ ｋ Ａ（ ８ ／ ２ ０ ｍ ｓ ） ， 响应时间＜５ ｎ ｓ ； 也具有可靠的热脱扣 动化系统 ， 代替常规的测量和监视仪表及常规的控制屏 、 中央信号系统 保护功能 ， 及浪涌识别技术。 有了这级保护可以有效的将浪涌限制在设 和远动屏和常规的继电保护。但是 ， 随之而出现的问题是 ， 对于使用超 备（ 耐压水平较高） 可以承受 的范围内， 并将前级防雷器的残余 电压可 大规模集成电路 、运行电压只有数伏、信号电流仅为微安级的微机装 以得到进一步的泄放。 置， 相 比以往的电磁式保护装置所具备耐热容量要小 ， 对尖峰脉冲的耐 Ⅲ级电源保护： 电子信息设备或 Ｕ Ｐ Ｓ 交流电源进线端安装电源浪涌 受能力比较脆弱，特别是雷击过电压的暂态冲击会造成电厂二次系统 保护器 即 Ｊ Ｌ Ｓ Ｐ 一 ４ ０ ０ ／ ４ ０ ／ ４ Ｅ 其技术指标 为 ： 持续 电压 ４ ０ ０ Ｖ、 保护水平 严重损坏 ，因此 目前电厂综合 自动化设备的防雷击问题已经纳入了电 １ ． ５ Ｋ Ｖ、 通流容量 ４ ０ ｋ Ａ（ ８ ／ ２ Ｏ ｍ ｓ ） ， 响应时间＜５ ｎ ｓ ； 也具有可靠的热脱扣 力系统正常的保护工作当中。 保护功能 ， 及浪涌识别技术。 此级的防护主要是为了防止经过了第二级 ３ ． １电厂二次自动化设备受雷击损坏的原因 防雷器的传输线路感应到雷击电磁脉冲辐射 ，当线路足够长时感应雷 电源线引入雷电电磁脉冲引起瞬态过电压 ， 如果不经处理 ， 直接进 的能量就变得足够大，需要第三级防雷器对感应电磁脉冲和第二级的 入电源系统 ， 将引起二次设备电源损坏。 通信线引入雷电引起的感应过 残余雷电能量进行泄放 。 电压使通信线与设备之间有一定 的电位差直接作用于串行通信 口， 会 Ⅳ级电源保护 ：由于 自动监控系统的控制电源及采集机构的需要 ， 损坏微型计算机和通信设备的串行 １ ２ １ ， 严重时会损坏微型计算机。二次 必须将交流电转换成直流电，因此直流电源的安全稳定是控制及采集 电缆引入雷电： 直接与一次设备相连的二次连接 电缆， 由于雷电电磁脉 机构安全稳定的基础 ， 为防止雷电电磁脉冲对直流电源造成损害， 在整 冲引 起的 感应过电 压直接作用于前端的中心处理计算机 ， 轻则把功能 流电源侧以及各控制装置及采集机构前加安 Ｊ Ｌ Ｓ Ｐ系列直流系统专用 板元件烧毁 ， 重则烧毁整台计算机 。接地不规范 ： 当有雷电电磁脉冲引 浪涌保护器， 进而从根本上解决雷击对直流系统的损害。 起接地点之间电位差 ， 产生的电 磁场干扰会影响前端的中心处理计算 通过逐级 的防护 ，可以将雷电流最大限度 的控制在 自动化装置允 机的运行 ， 损坏前端的中心处理计算机的模板。 同时 ， 接地电阻不合格 ， 许的承受范围之内， 以确保设备稳定运行。 雷电引起的地电位升高 ， 亦会通过设备 的接地线引入前端的中心处理 结束 语 计算机中， 同时会损坏前端的中心处理计算机的插件。 通过以上各种方式对各系统的保护 ， 组成 了 一个从电源到信号的 ３ ． ２解决方案 完整的高效 的防雷网络 ， 通过将雷电电磁脉冲层层削弱的方式将雷击 发电厂遭受的雷击是下行雷， 主要来 自两个方面： 一是雷直击在电 造成的危害降低到最小的程度， 尽可能的确保二次 自 动化设备的正常 厂的电气设备上；二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成 工作， 从而保证了电厂的正常运行 。 的雷电波沿线路侵 入 电厂。 因此， 直击雷和雷电波对电厂进线及变压器
浅谈发电厂防雷保护措施
【 关键词 】 电力 系统 抗 雷击设备
浪涌保护器
安全运行
中图分类号 ： Ｍ ２ 文献标识码： 文章编号 ：０９— ０ ７ ２ １ ） ５— １５一Ｏ Ｔ６ Ｂ １０ ４ ６ （０ ０ ０ ０ ７ １
一
、
电 力 系统 防 雷 简 介
电力领域是防雷 、 接地产 品及工程的重点应用领域 ， 主要涉及发 电 、 输变电 、 电力通讯三大应用部分。围绕这 个领域 ， 国家 出台 了大量 的行 业标准 、 法规加 以要求和约束。 电厂作 为发 电环节 ， 对提 高电能质量起 着至关重要的作 用。发 电厂 内应用传统的防雷保护技术 ， 采用包括避 雷针 、 避雷器 和接地装 置等组 成的防护系统 ， 为电力设备的安全提供 比较完善的保护 。但 随着 以微 电 子为基础 、 以计算机为核心的现代通 信、 控制 、 测量技术 的推广应 用 ， 厂 内发 、 、 输 变生产环 节应用 了大 量的微电子设 备——包括计 算机数据 通 信、 终端设备 、 电话 等， 程控 以及实 时监 控系统 的温度 、 流量 、 力 传感 压 器、 二次仪器仪表均采用微机处理各种信号 ， 些通信 、 这 技术设 备的硬件 部分大多采用 Ｔ Ｌ Ｃ Ｍ Ｔ 或 Ｏ Ｓ集成电路 ， 其工作电压均较低 ， 对于温度 、 流 量、 压力等传感器更是 ｍ Ｙ级的弱信号； 由于系统传输距 离较 远， 传输线 较长 ， 因此遭 受感应雷击的机率也就 大大增加 ， 加之硬件 设备的工作 电 压较低 ， 抗雷击 的能力减弱 ， 为了保证各种电子设 备的安 全运行 ， 加装浪 涌保护器 卜 分必要 。浪涌保护器也可 以防护因功率设备投切 、 开关 动作 等引起的操作过 电压危害。
ＩＣ １０ ４— Ｅ ００— ４电气瞬态过程的防护试验方法 ＩＣ １０ ４— Ｅ ０ ０— ５浪涌防护试验方法 ＩＣ６ ３ ２—３１９ ．０第 ３部分电涌保护器（ Ｐ 的要求（ Ｅ １ １ ９６ ｔ Ｓ Ｄ） 草案） Ｋ ｌ １９ １ ９０过 电压 和 过 电 流 防 护 的原 则 Ｋ１ ９ ５远供系统 和线路 中继电器对 雷电和邻近电力 线路 引起的 ５１９ 干扰的防护
浅谈火力发电厂防雷接地安装质量通病与控制
浅谈火力发电厂防雷接地安装质量通病与控制【摘要】火力发电厂防雷接地安装质量好坏，直接关系到人身及设备的安全以及系统的正常与稳定运行。
但是在监理过程中,经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够,认为其技术性不强,工艺较简单,往往在施工中出现不规范作业或遗漏,未引起人们的警觉。
现对防雷接地的质量通病与控制进行一定的分析。
【关键词】火力发电厂；防雷接地；质量通病与控制1前言陕西蒲城华电2×660MW机组电气安装中接地装置质量通病进行总结并提出防治对策，接地极的安装不统一，接地材料选用不规范，焊接质量低劣，加渣气孔、焊瘤等缺陷。
接地极引出的扁铁的做法不一，断接卡安装不规范。
焊接质量差，有的不清除焊渣就刷漆，接地装置如长期处在地下或阴暗、潮湿的环境中,则最容易发生腐蚀。
由于接地装置的腐蚀会极大影响装置的使用寿命,造成接地网局部断裂,接地线与接地网脱离,形成严重的接地隐患或构成事故，容易造成设备运行期间电气设备严重烧毁，危害人身安全。
因此，地网因其在安全中的重要地位、一次性建设、维护困难等特点在工程建设中越来越重视。
2防雷接地的概况2.1防雷接地的设计全厂接地网设计原则为以水平接地体为主，辅以垂直接地体的人工复合接地网。
水平接地体采用镀锌扁钢，垂直接地体采用镀锌钢管。
计算机接地系统将与主接地网一点连接，不设置独立的计算机接地系统。
接地极采用DN50的镀锌钢管,L=2500mm（或镀锌角钢按设计材料）,一端用无齿锯或手锯割成长120mm的坡口,用50×8的镀锌扁钢加工成长度为400mm的Ω形卡子，然后焊在距管口顶部100mm的位置。
接地端采用40×5的镀锌扁钢，头部中心位置打一个φ8圆孔，使其连接起来。
利用空冷岛的金属构筑物，进行直击雷保护。
空冷岛金属构筑物引下线采取加强分流措施，沿空冷岛支柱设置多根接地线和多组接地极，以加强分流；各个设备的接地点尽量远离接地引下线入地点等防止反击的措施。
火力发电厂综合防雷方案
目录一、雷电与火力发电厂的防护二、火力发电厂直击雷防护三、火力发电厂塔身的等电位连接四、火力发电厂发电机电磁屏蔽五、火力发电厂电位敷设与接地系统六、火力发电厂屏蔽处理措施七、施工工艺八、工程施工细则九、防雷工程预算表十、公司概况十一、服务承诺一、雷电与火力发电的防护1．1、雷电的入侵途径，主要为直击雷和感应雷。
A．直接雷击：雷云之间或雷云对地面某一点（包括建筑物、构架、树木、动植物等）的迅猛放电现象称之为直接雷击，它因电效应、热效应、和机械力效应等造成物体损坏和人员伤亡。
B．感应雷击：雷云放电时，在附近导体上（包括架空电缆、埋地电缆、钢轨、水管等）产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击，它因过电压、过电流易对微电子设备造成损坏、伤害工作人员、使传输或储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失。
火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；其分类有：按燃料分，燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的发电厂；按蒸汽压力和温度分，中低压发电厂（3.92MPa，450度），高压发电厂（9.9MPa，540度），超高压发电厂（13.83 MPa，540度），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度），超临界压力发电厂（22.11MPa，550度）；按原动机分，凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽—燃汽轮机发电厂等；按输出能源分，凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）；按发电厂装机容量分，小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100—250MW），大中容量发电厂（2 50—1000MW），大容量发电厂（1000MW以上）；我国目前最大的火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量300万KW（即3000MW），5台60万KW（600MW）机组。
降阻剂专家浅谈火力发电厂防雷接地设计方案
降阻剂专家浅谈火力发电厂防雷接地设计方案第1部分：降阻设计此处以某海边火力发电厂为例。
该厂主要由给排水系统、燃料（煤场）系统、热力系统、动力系统、发电系统、变压系统、控制系统、其它设施构成。
整厂可供敷设地网面积约为150000m2，土壤电阻率约为2000Ω.m，而接地电阻要求≤0.5Ω，有较大难度，同时要保证地网使用寿命≥30年。
由于该厂处于海岸区域，土质一般为沙石，其土壤电阻率较大，同时海岸区域含盐量极高，腐蚀性强，对地网和给排水系统两道海下管道的使用寿命构成威胁，所以，选用抗腐蚀的接地材料和完善的阴极保护十分重要。
1．1降阻思路。
该项目土壤电阻率约为2000Ω.m，要求接地电阻小于0.5欧姆，难度较大。
根据公式估算，常规地网只能打到2.58Ω，若靠传统的接地材料，只加密接地网格和增打普通垂直接地极是无法达到接地要求的，必须采取高效的降阻材料，此处采用了防雷行业接地通用的防腐离子接地体，离子接地体的降阻性能优越，设计上通过降低单套离子接地体的接地电阻的方式，逐套进行优化，然后在多个区域合理布置并联，同时通过水平地网与垂直深井的综合降阻能力，达到接地要求。
由于电厂接地降阻技术已日趋成熟，且应用广泛，降阻设计中包含的防雷接地，均压等详细设计此处不再赘述。
1．2防腐思路。
1.2.1钢材：总设分析了当地土壤腐蚀的机理及防止接地网腐蚀的各种措施，对接地网采用钢导体、铜导体、锌导体和牺牲阳极的阴极保护等防止腐蚀的方法进行了技术经济比较。
一般接地系统由金属材料组成，由于接地材料长期埋设在土壤中，通常受到土壤的腐蚀和电气排流造成的杂散电流的影响，导致接地系统材料产生严重的腐蚀，使接地材料截面减小(薄)、穿孔甚至断开，严重影响接地系统的热稳定性和电气的连续性，给发电厂造成严重的安全隐患。
据统计，应用镀锌扁钢和镀锌钢管或角钢的接地网，一般接地网运行十年，快的3～4年后都会产生严重的腐蚀而不得不更换，使投资增数倍。
对于电厂防雷措施的探析
对于电厂防雷措施的探析【摘要】本文主要阐述了电厂防雷的措施，从雷电造成的灾害形式入手，介绍了直击雷和感应雷的灾害方式，然后介绍了通过安装避雷装置、相应的浪涌保护器以及对电力系统进行接地处理来提升电力系统的防雷能力，使其能够长期安全稳定地运行。
【关键词】电厂防雷；避雷针；浪涌保护器；接地0.概述随着科学技术水平的不断提高以及国民经济的不断快速发展，人们对于生产生活的质量的需求也越来越高，更多新兴的高科技家电、设备等应用在日常生产生活中，同时也对日常用电的需求大大增加，人们希望能够随时享受到高质量高水准的电力服务。
电厂作为电力系统的发电环节，对于高质量电能的生产和发送具有至关重要的作用，大量微电子产品的电气设备在发电厂中的应用，极大地提升了发电厂的生产效率，但是由于本身设备的低电压工作属性，也提升了电厂遭受雷击的概率，如果没有有效的防雷措施，发电厂将很容易受到雷电的袭击，进而为电力系统造成不可预知的人员、物体伤害和经济损失。
所以对于电厂防雷措施的研究和分析对于提升发电厂的雷电防御能力和抗雷击能力进而提升电能的质量来说具有很重要的实际意义。
1.雷电造成的灾害雷电的形成是由云层在移动过程中，内部的固体颗粒、冰晶等物体随着而进行翻滚运动，经过一系列复杂的过程，久而久之致使云层带上了大量的电荷，变成了雷雨云。
当带电云层靠近地面时，与地表的凸出物、金属等形成感应电磁场，当电场足够强时，带电云层就会下行先导，瞬间对地表物体进行大量电荷放电，从而形成电流，造成雷击。
雷电的发生一般带有瞬发性，而且电荷量较大，冲击电压高，所以雷电对地表物体造成的破坏是巨大的。
常见的雷电灾害有直击雷和感应雷两种。
其中直击雷是带电云层直接对地表物体进行发电而造成的灾害，由于带电云层直击放电时间短、电荷量大，所以雷电放电时会瞬间产生高电压和强电流，远远超过了电力设备的额定工作值，所以会对电力设备和通信设备造成直接破坏，另外，由于雷电直击放电会伴随热效应和机械效应，会瞬间产生大量的热，也会使电厂内的物体发生严重的撕裂和扭曲，所以会引起火灾或者爆炸等灾害发生，对于电厂设备的人员造成二次伤害。
发电厂热工DCS系统防雷措施
发电厂热工DCS系统防雷措施发表时间：2019-06-05T15:29:51.093Z 来源：《中国西部科技》2019年第1期作者：廉发展[导读] 雷电的表现形式有二种，一种是直击雷，是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。
另一种是感应雷，是指当直击雷发生后，带电云层迅速消失，而地面上某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物因电磁感应而产生高电压以致于发生闪击的现象。
黑龙江省鸡东热电有限公司一、雷电入侵DCS的途径雷电的表现形式有二种，一种是直击雷，是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。
另一种是感应雷，是指当直击雷发生后，带电云层迅速消失，而地面上某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物因电磁感应而产生高电压以致于发生闪击的现象。
按侵入途径划分为：1、建筑物外的侵入：雷电远点袭击电力线，雷电首先击在电力线上，通过电力线直接击穿用电设备的电子元件，从而影响DCS的供电。
雷电近点电力线的入侵，实际上是雷电袭击用电设备所在的建筑物避雷针，引起雷电电磁脉冲。
错相位雷击，如果一个高能量雷打在一条火线上，而另一个低能量雷打在另一条火线上，线之间会产生电压差侵入用电设备，直接影响三相UPS、DCS及整个控制系统的供电。
2、建筑物内感应雷击：雷电对DCS的危害主要是通过直击雷和雷电电磁脉冲干扰2种形式。
1）、雷电直接击中建筑物或地面，雷电流沿引下线，接地体流动过程中在土壤中产生强大的感应电磁场，通过感应耦合到DCS而损坏其电子元器件。
另外，控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时，强大的瞬间雷电流通过引下线流入接地装置，会使局部地电位浮动并产生跨步电压，若防雷接地装置是独立的，它和控制系统的接地体没有足够的绝缘距离，它们之间会放电而对DCS的I/O模块产生干扰或破坏。
2）、雷电电磁脉冲干扰是指强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场，它对DCS的干扰有：控制室建筑物的防直击雷装置接闪时，引下线会流过强大的瞬间雷电流，如在引下线一定距离内有连接DCS的电源及I/O电缆等，则引下线内的雷电流会对这些电缆产生电磁辐射，将雷电流引入DCS损坏I/O模块；控制室周围发生雷击放电时，会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压。
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浅谈火力发电厂热工控制系统的防雷措施.txt每天早上起床都要看一遍“福布斯”富翁排行榜，如果上面没有我的名字，我就去上班。
谈钱不伤感情，谈感情最他妈伤钱。
我诅咒你一辈子买方便面没有调料包。
： 2004年夏天，上海地区雷电频发，共有3个火电厂的热工控制系统及外围热工控制系统遭受雷电入侵而受到不同程度的损坏，这是上海地区近十几年来发电厂遭受雷害最多、热工控制系统损坏最严重、影响最大的一年。
...2004年夏天,上海地区雷电频发,共有3个火电厂的热工控制系统及外围热工控制系统遭受雷电入侵而受到不同程度的损坏,这是上海地区近十几年来发电厂遭受雷害最多、热工控制系统损坏最严重、影响最大的一年。
案例1：2004年7月6日、8日,某电厂4台300MW机组遭受2次雷害,瞬间造成4台机组全部退出AGC运行方式;其中3号机组A侧引风机轴承温度跃升十几度(最高达87℃并发出“轴承温度高”报警)险些误跳风机;雷害使化水楼周边压力和温度变送器损坏10多台,损坏化水程控模块3块、打印机、交换机等多台。
案例2：2004年8月4日,某电厂350MW机组遭强雷电截击,雷后强大的雷电脉冲通过电源及信号电缆造成1号机组4块DCS的I/O模块损坏、2号机组2块模块损坏;外围水处理系统7台压力、温度变送器损坏;0号机组有20点轴承监测温度出现异常升高而产生误报警;另造成制氧1号高压氮压缩机电机轴承温升至连锁动作值而跳压缩机。
案例3：2004年8月22日,某自备电厂外围化水设备遭受雷电侵害,造成1个化水液位计、5台压力变送器损坏,通过信号电缆传导造成More热工控制系统2块I/O模块损坏、部分程序丢失,还造成部分供热用户蒸汽流量表计损坏。
分析发现,这3起雷害都是在宽广的场地引发的,并通过信号或电源电缆等将感应雷过电压或强雷电脉冲等导致热工控制系统损坏。
从对现场露天安装热控表计检查发现,外壳接地不严格(以安装支架作为接地)、接地线松动、接虚及接地线脱落等现象比较普遍。
一、雷害及其入侵热工控制系统的途径夏季,常常会发生闪电打雷的自然现象。
当大气中云的不同部位、云与云之间或云与地面不同性质电荷差达到一定程度时,就会发生击穿空气的放电现象,就这是闪电。
闪电通道上的空气由于高温而急速膨胀引起爆裂,发出的声音就是雷声。
有了雷电就有可能产生雷击,即发生一种雷雨云中释放电能击中物质而造成损失的灾害现象。
人们往往比较重视直接雷击的危害,对感应雷害却存在认识上的误区。
所谓感应雷害,是指雷电的静电感应、电磁感应、过电压波、电磁辐射等。
随着现代社会电子、通信、计算机控制技术的迅速发展,雷击灾害正从“直击雷害”向“感应雷害”转变,且频率越来越高,危害越来越大。
据德国一家重要的电子保险公司统计,由于电涌(主要是雷电放电)对电子设备和系统的电磁干扰而造成的损坏赔偿费在十年内翻了两番。
仅1990年就因电涌造成的电子设备与系统的损失超过10亿马克。
相对于热工控制系统,雷雨产生浪涌(冲击)电压的主要途径有以下3个方面：①直击雷于外部线路注入大电流流过接地电阻或外部线路阻抗而产生的浪涌电压;②雷击产生的电磁场在热工控制系统外部线缆上产生的感应电压和感应电流,即所谓间接雷击;③附近直接对地放电的雷电入地电流耦合到热工控制系统接地系统的公共接地路径上。
从调查情况看,雷电波(高电位)大多通过那些敷设不规范的线缆(包括I/O信号电缆通信电缆和电源电缆等)进入并导致热工控制系统发生异常、故障甚至损坏。
1.1 建筑物外的侵入(1)雷电远点袭击电力线。
雷电首先击在电力线上,通过电力线直接击穿用电设备的电子元件,从而影响热工控制系统的供电。
(2)雷电近点电力线的入侵。
实际上是雷电袭击用电设备所在的建筑物避雷针,引起雷电电磁脉冲。
除通过避雷引线、水管、金属门窗等与地面有连接的金属物质的雷电流外,剩下的部分将击穿UPS输出和输入对地线端,从而影响热工控制系统的供电和网络设备。
(3)错相位雷击。
如果一个高能量雷打在一条火线上,而另一个低能量雷打在另一条火线上,线线之间会产生电压差侵入用电设备。
直接影响三相UPS、热工控制系统及整个热工控制系统的供电。
1.2 建筑物内感应雷击雷电对热工控制系统的危害主要是通过直击雷和雷电电磁脉冲干扰两2种形式。
(1)雷电直接击中建筑物或地面,雷电流沿引下线、接地体流动过程中产生强大的感应电磁场,通过感应耦合到热工控制系统而损坏其电子元器件。
另外,控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时,强大的瞬间雷电流通过引下线流入接地装置,会使局部地电位浮动并产生跨步电压,若防雷接地装置是独立的,它和热工控制系统的接地体没有足够的绝缘距离,它们之间会放电(称为雷电反击)而对热工控制系统产生干扰或破坏。
(2)雷电电磁脉冲干扰是指强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场,它对热工控制系统的干扰有;a)控制室建筑物的防直击雷装置接闪时,引下线会通过强大的瞬间雷电流,如在引下线一定距离内有连接热工控制系统的电源及I/O电缆等,则引下线内的雷电流会对这些电缆产生电磁辐射,将雷电波流引入热工控制系统损坏I/O模块;b)控制室周围发生雷击放电时,会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压。
如果这些管道和线路引入到控制室把过电压传导到热工控制系统上,也会对热工控制系统产生干扰或损坏。
二、热工控制系统及控制室防雷主要措施人们认为安装了避雷针就能防避所有雷害,其实这是片面的。
几百年前发明的避雷针只能预防直击雷,对感应雷害毫无作用。
由于缺少科学常识和认识误区,致使某些单位对电子、控制、计算机等设施尚无任何预防感应雷害的措施,致使这些企业的设施雷害频发。
试验证实,0.24mT的电磁波冲击就能造成电子设备的直接损坏,0.003mT的电磁波冲击就能造成电子设备的误动。
因此,自20世纪90年代起,IEC先后颁布了一系列防雷标准。
我国颁布了GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》的国家标准,该标准第6章专门规定了“防雷击电磁脉冲”的要求,表明防雷技术已引起国内各行业的重视。
2.1 控制室及外围的防雷雷电对热工控制系统破坏的原因在于其巨大的、远远超出控制设备所能承受的浪涌电流、电压。
阻止和减少浪涌电流侵入热工控制系统是预防雷电危害的关键。
由于热工控制系统通常放置在建筑物下,已在建筑物防雷系统的保护下,所受的危害不是直击雷,而是由于雷的电磁效应所产生的浪涌电流(亦称感应雷)。
感应雷的产生可以分为：1)电阻耦合：雷击导致附近的地电势急剧升高,若该地区控制、电气设备与远离雷击点的建筑内的设备有电缆连接,因电缆的电阻小于土地的电阻,浪涌电流就会在电缆中产生,从而危害两端的控制设备。
2)电感耦合：雷击使建筑物外部防雷设备的导体上产生巨大的瞬间电磁场,使建筑物内的电缆感应生成有害电压产生浪涌电流。
3)电容耦合：空中的高电压供电线很容易遇到雷击,虽然其本身的高压浪涌保护装置泄放了大量的能量,仍有相当多的能量由于其自身的高频特性以电容耦合的方式通过变压器进入建筑物的供电系统,IEC-61312《雷电电磁脉冲的防护》对雷电保护区的划分提出了图1一个欲保护的区域,从EMC(电磁兼容)的观点来看,由外到内可分为几级保护区,最外层是0级,危险性最高;我国大多数情况下的机房,就与0区仅一墙之隔,即只有一层屏蔽,则该机房内空间定为1区;各电子设备的外壳为一层屏蔽层,可视机壳内的空间为2区等。
越往内部,危险程度越低,过压主要是沿线穿过的,保护区的界面通过外部防雷系统、钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层面形成。
穿过各级雷电保护区的金属构件,一般应在保护区的分界面做等电位联接。
GB50057-1994按防雷要求分为一、二、三类防雷建筑物。
一类要求最高;二类次之。
热控控制室如果和生产设备在同一建筑物内,其防直击雷设施应根据生产设备的特点综合确定和设计。
如果热控控制室是独立的建筑物,应将控制室的墙和层面内钢筋、金属门窗等进行等电位联接,并与防直击雷的接地装置相联,使控制室形成一个法拉第笼,可减少雷电磁脉冲的影响。
控制室有许多电缆和外部相联,因此要对从室外进入控制室的各种电缆采取屏蔽措施,对容易被雷电波侵入的地方更应重视,只有堵死一切雷电导入的端口,2.2现代防雷技术的理论基础在于;闪电是电流源,防雷的基本途径就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射)对地泄放的合理的阻抗路径,而不能让其随机地选择放电通道,简而言之就是要控制雷电能量的泄放与转换。
现代防雷保护的三道防线为：①外部保护：将绝大部分雷电流直接引入大地泄散;②内部保护：阻塞沿电源线或数据线、信号线侵入的雷电波危害设备;然而,在热工控制系统应用中最不清楚但又必须解决的问题也许就是接地问题。
不仅很多用户不清楚,甚至有的热工控制系统厂家也未必很清楚。
各热工控制系统厂家为保证系统能在各种复杂的应用现场正常运行,提出的接地要求也各不相同,不但概念比较笼统、模糊,且对接地的具体技术要求也存在较大差异,有的很苛刻,有的则相对较宽松。
如有的DCS对内部交流地、逻辑地、系统地是不区分的,当电源的3根线(相线、零线、地线)接到机柜的配电盒时,即完成了系统接地。
而有的DCS则采用1个接地点且与电气网共地方式。
还有的DCS的安全地采用就地接大地或接入汇集板(总接地板),而系统地(直流工作地)则采用汇集板接地方式。
但不管有何差异,用户应注意如下2(1)保护接地：热工控制系统均有一个保护地,该保护地一般在机柜和其它设备设计加工时已在内部接好,有的系统已将该保护地在内部同电源进线的保护地(三芯插头的中间头)连在一起,有的不允许将保护地同该线相连,用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书。
不管哪种方式,保护接地必须将一台设备上所有的外设或系统的保护接地连在一起,然后用较粗的绝缘铜导线将各站的保护接地连在一起,(2)屏蔽地(模拟地)：是所有接地中要求最高的一种。
几乎所有的热工控制系统都提出屏蔽地一点接地,且接地电阻小于1Ω。
在热工控制系统机柜内部都安置了屏蔽地汇流排,用户在接线时将屏蔽线分别接到屏蔽地汇流排上,在机柜底部,用纸缘的铜辫连到一点,然后将各机柜的汇流点再用绝缘的铜辫或铜条以辐射状连到接地点上。
大多数的热工控制系统不仅要求各机柜屏蔽地对地电阻小于1Ω,且各机柜间的电阻也要小于1ΩHG/T20513-2000(仪表系统接地设计规定)对屏蔽电缆的接地原则上要求一端接地,另一端悬空。
但单端接地只能防静电感应,不能防磁场强度变化所感应的电压,阻碍雷电波的侵入。
为减少屏蔽芯线的感应电压,仅在屏蔽层一端做等电位联接的情况下,应采用有绝缘隔开的双层屏蔽,外层屏蔽(如用金属走线槽或穿线金属管作为第二屏蔽层)应至少在两端做等电位联接。
从防雷角度看,走线槽及穿线金属要将热工控制系统的接地系统和防雷电系统的接地系统进行等地位联接,即使受到雷电反击,由于它们之间不存在电位差,所以不可能通过雷电反击构成对电子元件的威胁。