煤气柜区自动化系统防雷措施

煤气柜区自动化系统防雷措施

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煤气柜区域自动化系统防雷措施

鲁绍军1,薛冬晨１，李泉2，

(1迁钢公司动力作业部，２迁钢公司能源部,河北迁安０64404)

（河北省首钢迁安钢铁有限责任公司，河北迁安)

【摘要】随着自动化技术、通讯技术在钢铁企业的广泛应用,保证设备不受雷电危害显得尤为重要,本文从实用方面介绍了首钢迁钢公司煤气柜区域自动化设备防雷工程的设计,初步形成一个完整的综合防雷系统，并起到显著的防护效果。

【关键词】煤气柜；自动化；防雷;等电位;无线

煤气柜区域自动化系统防雷措施

Lightnｉｎg proｔecｔion mｅaｓures of regioｎａl autoｍａtｉc ｓyｓt ｅｍ of the ｇaｓｔank

(HＥBＥＩＳHOUGＡNG QIＡN’ＡN ＩROＮ & ＳTEEＬCO., ＬＴD．Tangs ｈan，Ｈebｅｉ)

【摘要】随着自动化技术、通讯技术在钢铁企业的广泛应用,保证设备不受雷电危害显得尤为重要,本文从实用方面介绍了首钢迁钢公司煤气柜区域自动化设备防雷工程的设计,形成一个完整的综合防雷系统,并起到显著的防护效果。

【 abstrａct 】Ａｓthe automａtｉｃaｎd the cｏmmｕniｃaｔing ｔechｎoｌogy aｒe ｗｉdeｌy ｕｓeｄ in iｒoｎａｎd sｔeeｌenｔerprisｅs， iｔ seemｓ particularly iｍｐortant tｏ protecｔthe equip ｍｅnt froｍ bｅing damageｄby lｉghtｎiｎg．The text wｈich is fr ｏm the ｐractical ａsｐects iｎtrｏduces ｔhｅdesiｇn about lig ｈtｎing pｒoｔeｃｔｉon proｊｅct of ｒegｉｏnal ａutomatic ｅquipment of ｔhｅ gas taｎｋ iｎShｏuGａng Movinｇ Steel Compaｎy , it forms a coｍｐlｅtely inteｇrａtｅd ｌiｇｈtninｇ protection s ｙstｅｍ, and ｐｌａys a ｓｉgnificantly ｐrｏtｅcｔive eｆｆect．

【关键词】煤气柜;自动化;防雷;等电位；无线

【 key wordｓ】Gas ｔａｎｋ; Auｔomａtiｏｎ; Ligｈtning protectｉon; Eqｕｉpoｔenｔｉａl ;Ｗirｅless

1 引言

首钢迁钢公司现有四座煤气柜,两座8万立转炉煤气柜，两座十五万立焦炉煤气柜,负责公辅区域煤气管网的压力平衡和调节环节，在公司生产运行中起着至关重要的作用。雨季多雷期间，煤气柜区域部分电源模板、I／O模板和安全栅等设备频繁遭雷击并造成大量设备损坏，直接影响煤气柜区域生产安全。在没有实施自动化设备防雷措施时仅2010年７-８月间的短短一个多月时间里，我公司15万立干式气柜曾两度遭雷电袭击, 使柜体仪表及I／O模板等其它相关仪表严重受损, 给煤气的安全供应构成较大的威胁。由于工业计算机和可编程控制器(PＬＣ）对瞬间过电压的承受能力很差，成为受雷电损害的主要设备。这不仅带来直接的硬件损失，还会因控制系统的损坏对生产运行的安全造成威胁，而对于雷电的这类通过感应形式而产生的破坏，靠避雷针等简单的直击雷防护措施根本无法解决问题,必须增加完善的雷击电磁脉冲防护措施进行防护。

２雷电种类及危害

2.1直击雷的危害

直击雷是雷雨云对大地或建筑物等的放电现象。它产生强大的脉冲电流、炽热的高温、猛烈的电动力,损坏放电通道上的建筑物、输电线、室外电气、电子设备,击死击伤人员，同时产生的强烈的电磁感应和电磁辐射，对周围的电气、电子设备造成损坏或干扰。

2.2雷击电磁脉冲的危害

雷击电磁脉冲是由于雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，产生的电磁感应、电磁辐射以及雷雨云与输电线静电感应电荷在雷击放电瞬间泄放产生的过电压过电流通过连接建筑物内外各种金属管道、电源线、信号线、天馈线等侵入损坏室内外的电气、电子设备。

2．３操作过电压和暂时过电压（TOV)危害

供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开造成的操作过电压以及供电系统高(中)压故障产生的暂时过电压,都能在电源线路上产生高压脉冲,其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。

3 自动化控制系统防雷方案设计

3．1 自控配电系统防护

当雷击输电线或雷闪放电在输电线附近时，都将在输电线路上形成雷电冲击波，其能量主要集中在工频至几百赫的低端，容易与工频回路耦合。

雷击灾害中,由配电系统耦合进入的雷击浪涌带来设备的损坏占有相当大的比率。因此，对配电系统的防雷保护措施是整个防雷系统建设中必不可少的一个环节。由于单级防雷保护可能会带来因雷电流过大而导致的泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏，因此配电系统的防雷保护应采取多级保护、逐级泄放。保护器件的选择上采用残压低、响应快速的高性能产品，可有效防止雷电

对电气、电子设备的危害。自控配电系统防护结构如图1。 设备L N PE

总配电柜L1

L2

L3

N

PE DV M TT 255DG M TT 385 分配电柜DG M TT 2P 275

UPS 配电柜图1 自控配电系统防护结构图

Fig.1 cont ｒol el ｅｃt ｒicity s ｙstem protec ｔion structur ｅ

3.1.1第一级防雷器配置：

设计在煤气柜区主控楼一层配电室内Ⅰ段电源和Ⅱ段电源的低压３8０V 侧,各安装1套电压开关型三相电源防雷器,总雷电冲击电流１00kA(1０／３５0μs ）,共2套。防雷器前端串接63A/３P 空气开关，用以故障保护。承担了泻放雷电流和限制过电压的双重任务。

3.1.2第二级防雷器配置:

设计在煤气柜主控楼二层主控室两个互投箱，各安装１套限压型三相电源防雷器，最大放电电流40kA,共2套。防雷器前端串接20A ／3Ｐ空开,用以故障保护。

3.１.３第三级防雷器配置：

在主控楼UPS 配电柜内的UPS 输出及市电输入主开关后端，各安装１套限压型单相电源防雷器，最大放电电流40ｋA,防雷器前端串接20Ａ/１P 空气开关，