热控仪表及DCS系统遭受雷击的分析与防范
DCS的防雷
3．3 DCS 的防雷1. 3.9.1 雷电对DCS 危害的形式直击雷对DCS 的危害：当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，会使局部的地电位浮动，如果防雷的接地装置是独立的，它和控制系统的接地极如没有足够距离时，则两者之间会产生放电(反击)，从而对控制室内的DCS 产生干扰或损坏。
雷电产生的雷电电磁脉冲，对DCS 的干扰有如下几种形式：1）当控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时，在引下线内通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS 系统的电缆（包括电源、通信以及I/O 电缆），则会产生电磁辐射，干扰或损坏DCS 系统。
如图11所示。
2）当控制室周围发生雷击放电时，会在种金属管道、电缆线路上产生感应电。
如果这些管道和线路引进到控制室把电压传到DCS 系统上，就会对DCS 系统生干扰或损坏。
如图12所示。
3）当空中携带大量电荷的雷云从控制室上空经过时，由于静电感应使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高电位，它会对周围的导线或金属物产生影响，这种静电感应电压也会对DCS 系统产生干扰或损坏。
如图6-3所示。
上述几种的雷电干扰形式，最严重的干扰源是雷击造成的地电位浮动和引下线中雷电流图11的电磁辐射。
基于微电子器件的控制设备，都存在着耐压低，对电磁脉冲特别敏感的短处。
雷电引起的各种过电压可达数百乃至数千数万伏，而基于微电子器件的系统的耐压值都很低，一般承受不了正负5V的电压波动。
美国通用研究公司R.D.希尔用仿真试验建立的模型表明：对无屏蔽的计算机，当雷电电磁脉冲的磁通量密度超过0.03×T时，计算机会误动作，当超过2.4×T时，计算机会永久性损坏。
2. 3.9.2 DCS系统整体防雷考虑：1、按规范设计安装DCS控制室防直击雷的装置根据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-94，2000年版）的规定，建筑物应根据其重要性、使用性、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物。
热电厂雷击事故分析及整改意见
热电厂雷击事故分析及整改意见2010年7月28日，脱硫系统DCS遭受雷击，共烧坏4个烟道门的位置反馈变送器、1块模拟量输入板、1个直流24V电源模块；同时受损的还有一期烟气监测柜，烧坏了1个二氧化硫监测板；一、二期电除尘之间的网络中断，后查到是中继站的端口烧坏一个；一期烟囱航标灯电源开关跳闸，几天后再送电又恢复正常。
从损失情况来看，这次受损的范围大、涉及面广，给电厂安全生产带来严重威胁。
事故发生后，除了迅速恢复设备正常运行外，我们重点对雷击事故成因作了深入研究，经过广泛收集资料、尤其是得到浙大中控防雷研究中心的技术支持，基本掌握了雷击时对设备造成伤害的原理。
在这次雷击中，我们发现受损点基本都在烟囱周围，受损的DCS板卡所采集的信号也与其相关。
这刚好可用雷电流的电磁辐射来解释：越靠近烟囱引下线电磁辐射越强，越有可能遭受感应雷击。
一期烟囱避雷针的引下线有两条，一条为暗装引下线，由烟囱预埋钢筋焊接而成；外部爬梯作为第二条引下线与之相对，两者并联。
雷击时强大的雷电流通过引下线流入大地，这种瞬变的强电流将在其周围空间产生强大的电磁辐射，在某些金属构件、线缆回路中因导体切割磁力线而感生出高电压，继而将某些绝缘薄弱处击穿，释放能量。
其影响范围很广，有时可达几公里。
问题症结既然已找到，解决方案自然而生。
根据国标“GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》”及“GB50057-1994（2000）《建筑物防雷设计规范》”说明，防感应雷击的主要手段是屏蔽、接地、等电位连接、加装SPD（电涌保护器）分流。
具体做法是：一，保证烟囱附近线槽全部连成一体，且多点接地，从线槽引下至设备的铁线管两端都应接地，并做等电位连接，对于一些转弯较多、线路较长的仪表线管也应保证整段距离保持良好的电气通路，且一定要两端接地、等电位连接。
这是防范感应雷击的主要手段；二，严格保证DCS保护地接地点、烟气监测平台保护地接地点与烟囱防雷接地点保持足够距离，以防止雷电流入地时地电位扰动对DCS和烟气监测柜的影响。
探讨仪表和控制系统的防雷设计
探讨仪表和控制系统的防雷设计摘要：在新时代的背景下，科学技术加速发展，化工企业自动化水平日趋提高，装置安稳、长效运行越来越依赖仪表和控制系统的正常运行。
采取有效的防雷措施可保证仪表系统免受干扰和破坏，本文针对仪表和控制系统的防雷设计进行深入性的分析与探究。
关键词：仪表控制系统；防雷由于雷电的破坏能力极强，会干扰仪表和控制系统，使其误动作，进而导致化工装置的停工和停车，造成重大的经济损失，甚至会危害到人们的生命安全。
所以对现场仪表和控制系统的防雷显得尤为重要。
采取经济有效符合地区特点的防雷措施是每个化工企业工作的重点。
1.仪表系统防雷的介绍1.1基本原理仪表防雷的基本原理是限制电流、电压和能量。
设法拦截和疏导直接雷或感应雷电磁脉冲产生的大电流或大电压在到达仪表和控制系统信号和通讯回路、电源设施等重要输入口之前泄放入大地，并将残余雷电流产生的二次电压控制在仪表所能承受的范围内，使仪表免受雷电损害。
鉴于雷电持续时间较短的特点以及大部分仪表和控制系统具有防干扰的功能，残余的雷电流对信号造成的干扰可以忽略不计。
1.2仪表系统防雷的重要性当前，根据仪表和控制系统的实际使用情况，仪表和控制系统所具有的特点主要表现在绝缘强度低、耐电涌能力差、抗外界干扰性弱，时常受到雷击的影响与侵害，使企业受到了较大的损失[1]。
而工业仪表控制系统存在雷击侵害的主要因素不仅是自身所具有的系统电压低、工作电流小，系统越来越复杂等特点，更可能是因为没有良好的系统接地措施和雷电防护对策。
因此，当雷雨天气出现时极易受到雷击冲击影响，会使现场仪表和控制系统输入输出模块以及电源输入端等受到频繁的电磁冲击损伤，严重时出现系统异常联锁或系统瘫痪等问题，导致装置生产、运营无法正常的进行，使企业承受重大损失。
2.浅析雷击对仪表控制系统的破坏2.1分析雷击的种类大自然中的雷击主要分为三种，云内雷、云际雷与云地雷，工业仪表系统最易受到云地雷的影响，云地雷按破坏方式分为感应雷、直击雷[2]。
【VIP专享】DCS遭雷击的案例分析
风险是一个捉摸不定和难以把握的概念，一般定义为遭受灾害和损失的可能性，或者具有不确定性的可能损失。
风险评估就是人们处理风险的一种常用措施。
要对DCS进行雷害的风险评估，首先要有一个评估算标准。
我们以去年发布的国家标准“《建筑物电子信息系统的防雷技术规范》（GB50343—2004）”[1]作为评估的标准，并增加我们认为有必要阐述的存在隐患。
风险评估应包括风险的来源评估以及风险的损失评估，本文仅讨论风险的来源评估。
现以某石化加氢裂化装置的DCS为例介绍DCS雷害的风险评估。
2.1工程环境的描述该装置采用不着DCS系统为美国Foxboro公司的I/A系列。
控制室、机柜室和电气设备间（包括变压器和位于三楼的配电间等）为一座钢筋混凝土结构的独立建筑物（长48米，宽15米，高20米），位于工艺装置的北侧，相距约30米。
控制室的所在建筑物的四边墙内都衬有1.5mm厚的钢板并屏蔽接地。
控制室所在建筑物的顶部采用网状避雷网，利用建筑物墙柱内的结构钢筋作引下线并独立接地。
DCS系统采用单独接地，但其接地体和建筑物防直击雷的接地体相距仅12米，小于规范标准规定的20米距离。
从控制室通往现场的电缆绝大部分采用环氧树酯走线槽架空敷设。
2.2控制室所在建筑物年预计雷击次数N1的计算已知条件：上海地区的年平均雷暴日Td=49.9d/a；控制室所在建筑物的长L=48m、宽W=15m、高H=20mm。
计算：（1）雷击大地的平均密度Ng：即按地区的年平均雷暴日Td换算成每年每平方公里遭受雷击的次数。
（2）建筑物截收相同雷击次数的等效面积：即把和建筑物的长、宽、高有关的体积换算成截收相同雷击次数的等效面积。
（3）控制室所在建筑物年预计雷击次数：N1=k·Ng·Ae式中K为校正系数，它可以按表1选取。
现取1.5，所以：N1=1.5×3.87×0.0196=0.114（次/年）即控制室所在建筑物遭雷击雷的可能性是每近九年一次。
从DCS遭雷击的案例分析到防患于未然(一)
从DCS遭雷击的案例分析到防患于未然（一）1DCS遭雷击的典型案例1.1某化工公司污水处理装置的雷击案例分析雷击时间：2002年6月28日。
现场环境：装置周围空旷、潮湿、有高压输电线，是明显的引雷点。
该装置的DCS在厂长办公室内设立了一个监控站，从控制室到厂长办公室的通信电缆，在室外大概有6米的一段长度是和建筑物的避雷带（相距仅100mm）平行敷设的。
事故情况和事故原因：由于建筑物遭雷击时，避雷带中的雷电流通过电磁感应，将高电位沿着通信电缆引入系统，故将两端的网卡击穿。
解决方法：方案一：拉开通信电缆和避雷带的距离。
将通信电缆重新敷设，保持和避雷带、引下线起码要相隔2米以上的距离。
同时还应在金属走线槽的两端接地，槽与槽之间保持良好的电气连接。
方案二：改用光纤通信。
一点思考：该装置的所有I/O信号电缆全部在0.8米以下，并用金属走线槽或穿金属管埋地敷设，所以任凭雷击，所有的I/O卡都安然无恙。
这就引起我们的思考——关于信号传输线的双层屏蔽为什么能起到防雷的作用。
1.2关于信号传输线的双层屏蔽对信号电缆的屏蔽，许多行业规范（如国家石油和化学工业局于2000年发布的《仪表系统接地设计规定（HG/T20513-2000）》）对屏蔽电缆的接地，原则上是规定一端接地，另一端悬空。
但单端接地只能防静电感应（即电容性耦合），抑制不了由于电磁感应（即电感性耦合）所产生的干扰，无碍于雷电波的侵入。
为此，除了内屏蔽层的一端做等电位连接外，还应增加有绝缘隔开的外屏蔽层，外屏蔽层应至少在两端做等电位连接。
在雷击时外屏蔽层与地构成了环路，感应出一电流，该电流产生的磁通抵消或部分抵消源磁场强度的磁通，从而抑制或部分抑制无外屏蔽层时所感应的电压（见图2）。
通常，利用金属走线槽或穿金属管作为外屏蔽层，但必须保证槽与槽之间或金属管与金属管之间连接良好且两端接地（管线较长时，宜每隔30米设一个接地点）。
图2双层屏蔽的防雷原理对信号电缆的屏蔽，许多行业规范（如国家石油和化学工业局于2000年发布的《仪表系统接地设计规定（HG/T20513-2000）》）对屏蔽电缆的接地，原则上是规定一端接地，另一端悬空。
DCS_机房防雷措施与分析
图1 DCS机房防雷系统
DCS机房防雷共用接地系统
共用接地系统提出是由于制水机房是属于旧有装置
地下复杂，已经不能在地下分开，从实际经验来说，采用合理的等电位连接和接入点的合理分布，同一个地网能满各种接地的需要。
接地网相关设计：
（1）接地电阻的构成。
接地电阻主要取决于以下个因素：①导体本身的电阻，这部分电阻基本可以忽略不计。
②导体与土壤的接触电阻，这部分电阻占整体10%。
③土壤的散流电阻，这部分电阻占整体90%。
所以土壤电阻率的大小是决定接地电阻高低的决定性因素，影响土壤电阻率的因素为该处土壤的地质结构、降雨量、
础上，参照相关标准设计出理论上合理、合格的方案。
中列出的单口深孔计算公式为：
框架 2.驱动辊 3.接近开关挡铁 4、6.接近开关 5.
近开关支架 7.接近开关 8.液压缸
图1 切割横移辊道结构
其工作原理如下：驱动辊等间距固定于框架，框架通过导轨坐落在支撑导轮上，液压缸杠杆端与框架连接，缸体端与导轮支撑连接，通过液压缸杠杆伸缩实现框架水平横移进而实现驱动辊同步水平横移。
接近开关挡铁与框架固定连接并随框架同步水平横移，接近开关固定。
工业仪表控制系统的防雷策略
工业仪表控制系统的防雷策略摘要：目前，各工业企业都需要用仪表控制系统来检测相关数据，为了保证检测工作的稳定性，就需要保证控制系统的安全性。
而在平时的保护过程中，对雷击的保护显得尤为重要。
每年因雷击造成的仪表损坏都有很多，但是真正能够避免的却不多。
本文从雷击的破坏原理进行分析，阐述了仪表系统的保护方法。
关键词：仪表控制雷击保护策略仪表系统对于企业来说很重要，在仪表系统的防护中，抗雷击、静电预防工作显得尤为重要，本文就雷击的破坏分析及仪表的防雷策略进行分析。
1 雷击对仪表的破坏分析1.1 雷击的分类雷可分为三种，云内雷、云际雷和云地雷。
而对仪表系统破坏起主要作用的是云地雷，云地雷的破坏方式可分为直击雷和感应雷。
1.2直击雷和感应雷对仪表的破坏分析1.2.1直击雷直击雷，指的是天上的雷云中的雷电荷，通过雷电的形式，直接击打在人、动物、树木和建筑物上。
直击雷的特点是造成的能量巨大，通过产生的电效应、机械效应等左右，使人、动植物伤亡，将建筑物摧毁。
如果电线、天线和信号传输线等遭受雷击，就可能会使相连的电路板等烧坏，使线路之间产生短路，迫使电力传输、信号传输中断。
更坏的情况会使仪表系统受到破坏。
1.2.2感应雷感应雷，指的是雷云与雷云之间或雷云对地面进行放电，从而使在其附近的导电物体产生应电压。
产生的感应电压通过导体被传送到相关的仪表等设备，间接的对其或控制系统造成危害。
对于一个控制系统来说，仪表是最主要的，而感应雷对仪表造成的危害是最大的，而仪表遭受的雷击损失，绝大多数是由感应雷引起的。
1.3仪表自身分析目前，常用的仪表基本上都是采用集成电路和微电子设备，仪表的精确度因此而得到提高。
但是正式因为采用集成电路，所以其抗雷击能力就比较脆弱。
一旦发生雷雨天气，仪表设备就会遭受到雷击，使相关设备遭受破坏。
2仪表系统的防雷策略2.1对直击雷的防护雷云对大地进行放电，其电压基本上都有几兆伏，而一次闪击放电的峰值电流平均可以达到30 kA，雷击产生的能量很大，具有很大的破坏力。
现场仪表及DCS防雷接地分析
现场仪表及 DCS防雷接地分析摘要：化学工业生产过程中，建立完整的防雷装置对于保持野外仪器的正常运行具有重要意义。
建立现场仪器的定期安全检查系统，改进DCS系统的防雷接地措施，避免雷击；同时，通过系统、全面地保护DCS系统免受雷击、电压分布、接地、屏蔽和测距，可以有效地提高现场设备的寿命和工作效率。
在实际生产过程中，有效提高生产安全，确保生产活动的安全、有序运行，不仅能提高化工企业的生产经营效率，还能有效提高市场运行水平，促进化工行业健康有序的发展，实现化工企业的社会价值。
本文主要分析了现场仪器和DCS防雷用户。
关键词：化工生产；现场仪表；DCS防雷接地引言伴随着我国石化行业的一体化和蓬勃发展，现场仪器得到了广泛应用。
面对化学工业巨大的仪器市场，实地仪器的深度开发和技术创新也在由开发者迅速发展。
而且数字和高度智能的野外仪器引起了广泛的关注。
但是，绝缘差的设备和DCS系统在闪电时很难保持正常运行。
闪电现象一旦出现，就难以有效地抵御闪电产生的超微电流，造成仪器损坏和安全事故。
因此，加强安全管理，提高外地仪器和DCS系统的有效保护，防止闪电型高压电流和有害仪器设备放电造成的瞬时高温，对于提高化学生产的安全性和效益至关重要。
1、DCS系统防雷接地的重要性分析随着当今社会经济的发展，安全生产的概念逐渐被普遍接受。
在化学工业中，石油生产的安全问题逐渐变得更加突出。
随着现场仪器的技术更新及其在化工生产中的广泛应用，其在安全系统中的地位不断提高。
材料科学的飞速发展和电子技术的相继突破也为DCS系统的开发创新提供了有力的技术支持，并逐渐展现了数字化和智能的特点。
现场仪器的电路设计和总体框架进行了集成，并朝着小型和微型仪器的方向发展。
因此，材料要求高，绝缘减少，对闪电的发生造成严重损害。
因此DCS防雷接地系统的不断改进已成为安全生产的必然选择。
2、雷电损害现场仪表主要途径2.1雷电反击直击雷电常常导致潜在的浮动，导致闪电反击，妨碍仪器设备的正常运行。
雷电侵害DCS的途径及防范措施
雷电侵害DCS的途径及防范措施.................................................................................................................摘要：概述2004年夏天，上海地区雷暴频频"发作"，共有4个火电厂的DCS及外围热控设备遭受雷电入侵而受到不同程度的损坏，此情况近年来所罕见。
案例1:2004年7月6、8日，某电厂4台300MW机组遭受2次雷击，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;雷击使化学水处理系统外围的压力和温度变送器损坏10多台、损坏化水程控模块3块，损坏打印机、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，雷电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/模块损坏、2号机组2块DCS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度突升至连锁动作值而跳压缩机。
案例3:2004年8月16日，某自备电厂遭受雷击导致信息系统交换机端口损坏4块，造成管理信息系统(MIS)部分信息中断，案例4:2004年8月22日，某自备电厂外围化水设备遭受雷击，雷击损坏化水处理池液位计1台、压力变送器3台，通过信号电缆传导造成Honeywell控制系统1块I/0模块损坏、部分程序丢失，还造成部分供热用户测量表计损坏。
2004年是上海地区近十几年来发电厂遭受雷击最多、热控设备损坏最严重、影响最大的一年。
虽然没有造成机组的非计划停机或MFT动作，只是个别机组减出力运行，但是却提醒上海地区火电厂热控专业人员不能忽视热控系统的防雷问题。
仪器仪表防雷措施与方法分析
仪器仪表防雷措施与方法分析摘要：雷电是一种常见的自然现象，大致有15％的落地雷会落地而造成各种伤害。
因此，有效防止雷击对仪表系统造成的损害，是保证仪表系统安全稳定运行的重要前提。
本文从雷电穿透仪器的方式进行分析，并提供必要的保护措施。
关键词：仪器仪表防雷措施方法分析工业自动化智能化的到来，仪器仪表业的飞速发展，现代电子技术的日新月异，大量复杂的电子设备不断被使用和联网。
应用的大量微电器件的仪器仪表，存在绝缘强度低、耐电涌能力低等问题，因此智能仪器仪表的防雷，就显得十分重要了，尤其是在雷暴季节，要从外部系统与内部系统二方面进行防雷电，以免造成重大损失。
特别是安装在自动控制系统中的设备，受着各种浪涌和过电压侵蚀影响，例如直接雷击，感应雷电，雷电瞬态过电压，零电位漂移等，各种过电压和过电流都会危害侵蚀电子设备。
由于某些电子设备工作仅几伏，因此传输信号的电流很小，并且对外部干扰非常敏感。
闪电的高电压可以达到数十万伏特，瞬时电流可以达到数十万安培，这是极具破坏性的。
这些过电压是破坏大量电子设备的主要危险源。
为此，有效防止雷击对仪表系统造成的损害是确保仪表系统安全稳定运行的重要前提。
1、雷击对仪表系统的干扰雷电是一种常见的自然现象。
夏季的下午或傍晚，地面上的热空气带来大量的水蒸气并升到天空，形成大范围的积雨云。
积雨云的不同部分聚集了大量的正电荷或负电荷，形成雷云。
地面暴露于云的相反极性的电荷，并且它还携带与云相反极性的电荷。
当云层中的电荷累积更多并达到一定强度时，空气将被破坏，并且将打开狭窄的通道以强制放电，这就是闪电。
大约15％的地雷降落在地上并造成伤害。
对于仪表系统，由于控制系统安装在受保护的建筑物中，现场仪表通常安装在设备或管道上，它们都是良导体。
另一方面，设备区域采用了防雷设备，此外，仪表本身尺寸较小，因此仪表系统直接接收闪光灯的可能性极小。
但是，连接现场仪表和控制仪表的电缆有可能传输雷电感应波。
这主要是因为电缆敷设在设备的各个区域，连接距离很长，当雷击发生时，雷击点附近的电缆产生感应电压并导通到“地”以形成瞬时浪涌电压或电流。
现场仪表及DCS防雷接地探讨
现场仪表及 DCS防雷接地探讨【摘要】随着社会经济的不断发展，工业生产水平也在提高。
在工业生产中，生产设备的高效安全、生产流程的顺畅合理至关重要。
现场仪表在保障工业生产流程的顺利执行中发挥了巨大作用，因此，现场仪表的保护和安全问题也不容忽视，特别是雷雨天气或者预防自身静电方面。
本文正是在这样的背景下，就现场仪表及防雷接地进行了深入探讨。
【关键词】现场仪表 DCS 防雷接地、1.概述1.1现场仪表概述现场仪表一般是指在生产现场安装着的主要用来测试各个生产过程中机器设备参数的仪表，除了监督设备参数，现场仪表还能对各种控制指令进行审核和执行，并且在必要时实现信号的转换和通信。
现场仪表的种类繁多，常见的类别包括温度表、压力表、流量表等各种测量仪器设备物理特性的仪表，另外还有测量物质化学成分的仪器。
仪表是工业生产过程中必不可少的监督器和指示灯，在工业生产过程中，从生产过程的质量监控到参数测定再到信号反馈和执行情况调整等，都需要现场仪表来实现。
现场仪表对于工业生产流程具有十分重要的作用，因此现场仪表的结构和设计也必须符合各种施工环境。
除此之外，现场仪表可以综合现场总线控制仪器设备，并与之构成现场总线控制系统，最终实现生产流程的全自动操作。
1.2 DCS概述DCS是分布式控制系统，也叫做集散控制系统，DCS是以集中式控制系统为基础发展和演化来的新型计算机控制系统。
DCS从发明迄今为止已有40多年的历史了，在这40多年中的发展下，DCS的结构体系在不断地完善和发展，功效和性能也得到了巨大的提升和改进。
同时，作为分布式控制系统，DCS应用的领域不断地扩张，是自动化生产过程最具使用价值的计算机控制系统。
从自动化生产的设备检测到操作执行，甚至是管理过程中，随处可见DCS分布式控制系统的身影。
DCS的核心主要是骨架——系统网络，该部分直接决定了DCS分布式控制系统的实用性和高效性。
因此，DCS的骨架——系统网络在设计时需要十分精准。
DCS系统防雷技术探讨
DCS系统防雷技术探讨摘要通过雷电对DCS系统危害分析，详细介绍了DCS系统的防雷技术改造措施，从而提高DCS系统运行的安全稳定性。
关键词雷击DCS系统；防雷接地；强浪涌1 DCS系统防雷技术介绍雷击是一种自然现象，它的巨大能量众所周知。
DCS是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。
随着电脑通信设备的大规模使用，雷电以及操作瞬间过电压对DCS系统的危害越来越严重。
以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求。
应从单纯一维防护（避雷针引雷入地=无源防护）转为三维防护（有源和无源防护），包括：防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击以及操作瞬间过电压影响等多方面作系统综合考虑，因此总的防雷原则是：将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（外部保护）；阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波（内部保护及过电压保护）；限制被保护设备上浪涌过压幅值（过电压保护）。
这三道防线，相互配合，各行其责，缺一不可。
2 雷电对DCS的危害雷电电磁脉冲干扰对DcS控制系统的危害是：由强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场，它对DCS系统的干扰有如下两种形式：当控制室建筑物的防直击雷装置接闪时，在引下线内会通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS系统的电缆（包括电源、通信以及I/O电缆），则引下线内的雷电流会对DCS的电缆产生电磁辐射，将雷电波引入DCS系统，干扰或损坏DCS系统；当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进到控制室把过电压传到DCS系统上，就会对DCS系统产生干扰或损坏。
此外，当空中携带大量电荷的雷云从控制室上空经过时，由于静电感应使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高电位，它会对周围的导线或金属物产生影响，这种静电感应电压也会对DCS系统产生干扰或损坏。
DCS系统防雷方案(6)
DCS系统及现场仪表防雷解决方案随着公司自动化程度不断提高，自动化仪表系统已成为连续生产必不可少的神经中枢，但仪表设备普遍存在绝缘强度低、过压过流能力差，一旦仪表设备受到雷击或附近区域发生雷击等现象，轻则使仪表设备工作失灵，重则自控系统瘫痪。
根据以往雷击损坏仪表的情况来看，主要集中在化产车间的粗苯和硫铵，所以我们防雷要把重点工作放在化产区域。
结合市气象局5月21日对公司防雷系统的检测反馈意见和公司现状，特制定以下措施：
1、化产车间粗苯罐因接地电阻大采取重新接地减小电阻，一楼地网接地扁铁腐蚀严重更换扁铁。
2、化产车间鼓冷区静电地板及DCS柜接地阻值大，采取重新接地并达到要求。
3、粉碎机、配煤室、煤塔、转运站的金属罩棚阻值大，加装接地桩减小接地电阻。
4、在即将打雷前粗苯和硫铵必须关闭DCS系统。
具体流程：关闭电脑——关闭DCS控制电源——用螺丝刀把主控螺栓拧开——拔出主控——拔出所有模块（模块已编好号码）。
雷雨过后按以上流程反方向进行即可。
设备部派专人对操作工进行培训。
5、关闭DCS系统后，当班操作工必须在现场操作（车间严格落实执行），生产调度监督检查。
设备部
2020-5-29。
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。
现场仪表及DCS防雷接地分析
（ ２ ）瞬 间雷 电流 Ｄ Ｃ Ｓ系统在执 行防雷 接地时 ， 引下线 内 的 电流 的强度过 大 ， 且呈现 瞬 间性 ， 造 成 了系统功能 的损害 。 引
下 线周 边缺 少足够 的 电缆 ， 缺 少与ＤＣ Ｓ进 行有效 连接 。 当雷 电
发 生时 ， 引下 线内产 生强 大的 雷 电流 ， 对 ＤＣ Ｓ系统造 成很 大程 分 流处理 ， 从 而使施 工 中的现场 仪表及 周边设备 的 电位保 持不 度 上的破 坏 。 变。 通过 分流 设备 的使用 ， 在很 大程 度上避 免 了雷 电造成 的灾 （ ３ ）电磁干 扰 当雷 电发 生时 ， 会对 ＤＣ Ｓ系统周 围产生 电 磁 辐射 ， 并以 金属管 道为平 台 ， 形 成感 应 电压 。 当发生 电磁或 者 静 电感 应时 ， ￣， ＤＣ Ｓ系统 的正常 运行 产生 阻碍 ， 不利 于化 工生
１加 强Ｄ Ｃ Ｓ 系统 防雷 接地 的必 要 性分 析
地 形 式 将ＤＣ Ｓ及周 边 的防 雷 系统 的 电位呈 现 相等 的状 态 ， 避 伴 随着 经济发展加 快 ， 化工行 业对石油 生产 中的安 全保证 免 了雷 电 反击 对现 场 仪表 造 成 的功 能损 坏 。 在 进行 等 电位 接 得 到 了重视 ， 现场 仪表 的使用 ， 在化 工生产 中 占据 着重要地 位 。 地时 ， 要注 重符 合以 下现场施 工标 准 ： 系统 之 间的接地范 围在 电子 科 技 的 高 速 发展 ， 为ＤＣ Ｓ系统 的 革新 提 供 了技 术 支 持 ， ２ ０ ｍ 以上 ， 引下线 距离 电缆 必须超过２ ｍ。 呈 现 智 能化 的 发展 … 。 仪表 的 构件 、 电路 呈 现微 型 、 集成化， 造 （ ４ ） 屏蔽 在 石油化 工领 域 ， 所使 用 的现场 仪表 在材料 上 成 了绝 缘性 能 下 降 ， 因雷 电造 成 的功 能 损坏 情 况 恶化 。 因此， 比较特殊 ， 主 要采用半 导体材 料 ， 同时 ， 在所呈现 的 电路 为集成 加 强 对ＤＣ Ｓ系统 的 防雷 措施 的完 善 ， 对 施工现 场 的 仪表 使用 电路 ， 这种 仪表 构造 在绝 缘性 能上 比较 弱 ， 很容 易发生 雷 击的 很 有必 要 。 现象。 利用屏蔽 体的构 建 ， 从 而有效避 免雷 电中的 电磁脉 波 ， 对 ２ 雷 电对 现场 仪 表造 成损 害 的主要 途 径分 析 现 场仪表造 成的 干扰 ， 减少其对 现场仪表 构件及 信号传输 的干 （ １ ） 雷 电反击 直 击雷 会使 地 电位产 生浮 动现 象 ， 形成 雷 扰 。 针对 不 同雷 电破 坏 情 况 ， 进 行合 理 的选择 。 在ＤＣ Ｓ系统 的 电反击 ， 阻碍 着仪表 设备 的正 常运 行。 ＤＣ Ｓ系统 中的防雷 装置 控 制室 内构建屏 蔽体 ， 通过接地 环与屏蔽 笼 ， 阻隔 电磁 脉波 ， 防 在 实际执 行时 ， 雷 电 电流 强度过大 ， 借 助 引下 线进入接 地装 置 ， 止 其对 Ｄ Ｃ Ｓ系统造 成干扰 。 现 场屏蔽 则是 通过 等 电位 的连接 ， 从 而 使ＤＣ Ｓ系 统局 部 电压 过大 。 由于ＤＣ Ｓ系统 的接 地体 绝缘 实现现场仪 表的防雷 保护 。 性 能较 弱 ， 导 致放 电的 现象 发生 Ｊ 。 造成 雷 电反击 ， 对 现场 仪表 （ ５ ） 分流 在完 善Ｄ Ｃ Ｓ系统 的防雷措 施时 ， 通过 分流 实现 的 正常使用 进行破 坏。 现 场仪 表的 正常使 用 。 Ｓ Ｐ Ｄ是 主要 的分 流设备 ， 被广泛 地应 用 到 化 工生产 中 的仪表 维护 中 。 在化 工生产 中， 通过 对施 工现 场 的环境 勘测 ， 在 雷击 频率 比较 高的位 置安 装Ｓ Ｐ Ｄ设 备 ， 当雷 电 发生时， 通过 Ｓ Ｐ Ｄ设备 对 雷 电压 产生 限制 ， 并 对雷 电流进 行
基于安全生产视域下的现场仪表及 DCS 防雷接地探讨
基于安全生产视域下的现场仪表及 DCS 防雷接地探讨摘要安全生产关系到人民群众的生命、财产安全和企业的生存、发展问题，意义十分重大，企业应将安全生产置于首位，故需要企业对之长抓不懈。
在现代化工行业的生产过程中，现场仪表得到了广泛的推广使用，这极大地提高了化工行业在生产安全程度。
在化工行业的日常生产过程中，企业唯有重视现场仪表的保护，强化防雷接地器材的安全管理，方能使工业生产安全有序地进行，提升企业的生产效率。
本文就安全生产视域下的现场仪表及DCS防雷接地进行探讨。
关键词：安全生产；化工生产；现场仪表；DCS防雷接地1.前言近年来，我国化工企业得到了快速发展，而化工安全生产关系到了国家的财产安全、人民的生命安全和生活需求，还会影响企业的内外形象。
众所周知，雷电有着极其强大的破坏力，能给人类生命财产安全造成巨大的危害。
特别是基于大规模微电子器件的自控仪表和分散控制系统，因为其耐压低，所以对电磁脉冲特别敏感。
随着雷电产生的雷电电磁脉冲，产生电磁感应作用与电流波，产生的各种过电压可达数百乃至数千、数万伏，使得仪表和控制系统遭受雷击干扰和损害的可能性变大，进而导致现场仪表或DCS系统损坏，甚至造成生产装置停止，给企业带来严重的损失。
2.关于基于安全生产视域下DCS系统防雷接地的概述2.1安全生产的必要性首先，安全标准化建设是企业的首要任务，是企业的日常工作，更是硬性要求，更是企业自身需要满足的要求，更是社会发展对企业提出的要求。
化工企业的生产满足社会发展所需，其安全状况也应满足社会发展。
社会发展需要企业安全地完成生产任务，需要在保证企业员工安全的基础上，为我国输出化工原料，由此可见安全是保证企业正常运营的基本条件，也是否能长远发展的重要指标。
因此，化工企业必须明确安全标准化建设的意义，将安全生产理念贯彻始终，确保生产安全问题，稳定企业的日常生产，为我国的综合发展提供生产动力。
2.2安全生产视域下DCS系统防雷接地的重要性分析随着社会经济的不断发展，安全生产的理念逐渐被人民所接受。
控制系统遭雷击的案例分析和雷害的风险评估讲义
控制系统遭雷击的案例分析和雷害的风险评估讲义案例分析：控制系统遭雷击案例描述：某工厂的控制系统遭到了雷击。
该工厂使用的控制系统主要用于监控和控制生产线上的各个设备和工艺参数。
雷击导致控制系统瘫痪，无法及时收集和处理数据，造成生产线停机，直接影响了工厂的产能和效益。
案例分析：1. 雷击的发生：雷击是因为工厂位于雷电活动频繁的地区，雷暴天气常有发生。
由于缺乏有效的防雷措施，控制系统容易成为雷电直击的目标。
2. 控制系统受损：由于雷电的高电压和强电流，控制系统中的电路和设备受到冲击，导致电路的短路、设备的损坏，使控制系统无法正常运行。
3. 生产线停机：控制系统的瘫痪导致无法监控和控制生产线上的设备和工艺参数，生产线停机时间延长，生产效率降低，直接影响工厂的产能和效益。
4. 维修成本和时间：雷击造成的设备损坏需要进行维修或更换，这不仅涉及到设备的成本，还会带来生产线停机期间的劳动力成本和维修所需的时间。
5. 恶劣后果：如果控制系统一直无法恢复正常运行，可能会导致订单延迟交付、客户投诉增加、公司声誉受损等恶劣后果。
雷害的风险评估讲义：1. 雷电频率评估：针对工厂所在地区的气象数据和雷击频率统计数据进行分析，评估雷电发生的频率和可能性。
2. 雷电威力评估：评估雷电可能对控制系统造成的威力，包括雷暴期间的高压和强电流带来的损坏程度和可能性。
3. 防雷设施评估：对工厂内部的防雷设施进行评估，包括接闪器、避雷针、避雷带等，以确定其运行状态和有效性。
4.控制系统脆弱性评估：评估现有控制系统的防雷能力和抗干扰能力，确定其脆弱性和可能引发的损坏程度。
5. 灾后恢复能力评估：评估控制系统损坏后的恢复能力，包括备件储备、维修人员的技术能力和维修过程的时间成本。
6. 风险等级评估：综合以上评估结果，对雷害对控制系统造成的风险进行等级评定，确定其对工厂运营的潜在威胁和影响程度。
通过雷害的风险评估，工厂可以有针对性地采取预防措施，加强防雷设施的完善和控制系统的防护措施，降低雷害的潜在风险，提高工厂的运行安全性和可靠性。
现场仪表及DCS防雷接地探讨
2018年06月现场仪表及DCS 防雷接地探讨国长刚（抚顺石化工程建设有限公司三公司仪表车间，辽宁抚顺113006）摘要:随着我国当前社会发展进程带动技术设备的不断研发，为我国化工生产提供了坚实的技术支撑。
本次研究通过现场仪表的保护工作，防雷措施展开有效分析，以期本次研究能够为我国的化工生产仪表保护，提供可参考依据。
关键词：现场仪表；DCS 防雷接地；保护工作随着我国石油化工类行业的飞速发展，当前现场仪表得以广泛运用。
随着现场仪表技术的不断革新，呈现出智能化特征[1]。
由于仪表类设备、DCS 系统的绝缘性能相对较差，一旦发生雷电情况，通常无法对雷电所产生的电流加以安全抵御，因此容易导致安全事故。
所以要加强对现场仪表以及DCS 的系统保护工作，有效预防雷电产生相应的过电流、电压情况，能够有效提升化工生产的质量。
1DCS 系统防雷接地重要性随着当前社会经济水平的逐步提升，化工行业逐步加大对石油生产的安全性。
随着现场仪表的不断更新及使用，在化工生产中更是占据了尤为重要的发展的地位。
随着电子科技的高速发展，同样为DCS 系统的革新，提供了有效的技术支撑，逐步呈现了智能化发展趋势。
现场仪表的整体构建、电路都呈现出集成化、微型特点[2]，导致绝缘性能发生下降，由于雷电情况所致功能损坏的情况。
因此应当逐步加大对DCS 防雷接地系统的逐步完善。
2雷电损害现场仪表主要途径2.1雷电反击直击雷电通常会导致出现电位浮动的情况，从而导致发生雷电反击情况，对仪表设备的正常运行造成阻碍。
DCS 系统的防雷设备在具体的执行过程中，雷电电流整体强度相对较大，通过在引下线辅助作用下，进入接地装置使得DCS 系统内局部电压较大[3]。
由于DCS 系统整体绝缘性能相对较弱，因而会致使出现放电情况，破坏现场仪表。
2.2瞬间雷电流DCS 系统在执行防雷接地过程中，所主要引入的电流具备了较大强度，因而导致出现一定的瞬间性，致使损害了系统化功能。
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电压串入回路，烧坏了仪表和变送器。
（）７ ２ ，８号 机 组 循 环 水 ＤＣ Ｓ系 统 接 地 错 误 。 ＤＣ Ｓ系统 接 地 未 接入 热控 系 统 专 用 接地 母 线 ，而
串入 回路 ， 使仪表、 Ｓ系统 中的电子元器件烧坏 ， ＤＣ
引 起 仪 表 、ＤＣ Ｓ系 统 故 障 ，严 重 影 响 发 电厂 的安
８ 号机组 循环水 Ｄ Ｓ系统 ４ ，４ 号远程 站离线 ， Ｃ ２ ３
循 环水控 制 画面数 据变 灰 ，无 法操作 。运 行人 员至 现场对 循环 水泵及 阀 门进 行 就地操 作 ，维持机 组正 常 运行 。 经检 修 人员 检查 ，１～ ４号塔 池 水位 、压 力变
３ 事故教
雷 电的 电磁 波 和静 电感应 ） 干扰仪 表 、ＤＣ Ｓ控 制 系 统设备 。 （） 接地 。循 环 水 ＤＣ ３ Ｓ系 统 接 地 接 人 热 控 系
（）过电压保护。在变送器、ＤＣ ５ Ｓ控制系统的
信 号 线 、 电源 线上安 装相 应 的过 电压 保护 器 ，利用 其非 线性 效应 ，将 线路上 过高 的 脉冲 电压 滤 除 ，保
措 施 。检 查 发现 ，就地水 位 、压 力变 送器 外壳 未接 地， 信号 电缆屏 蔽层 也未采 取接地 措施 （ 单端 接地 ） ， 在 雷 电作用 下 ，雷 电波通 过信 号线 感应极 高 的脉冲
通信系统、 智能仪表、 Ｃ Ｄ Ｓ控制系统均属弱电设备 ，
如果这 些仪 表 、系统接 地不 规范 又无 防雷措 施 ，发 生雷 电时 ，雷 电波通 过信号 线感 应极 高的脉 冲 电压
４ 解决措施
本次雷击事故后，电厂热控车间组织员工对规
程 及 防雷知 识进行 学 习 ，并严 格执行 规程 要求 ，对 热控 仪 表 及 ＤＣ Ｓ控 制 系统 的接 地 情 况进 行 全 面检
子设备的防雷措施主要为将设备外壳接地及电缆屏 蔽 接地 。经 过对现 场遭 受雷击 的热控 设备 进行 调查 分析 ， 最终确认导致本次雷击事故的原因如下。
金属管道 、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电 气连接 ，使仪表、ＤＣ Ｓ控制机房形成一个屏蔽笼 ， 用以防止外来电磁波 （ 含雷电的电磁波和静 电感应）
干扰 机房 内的设 备 。
的金属导线 ，包括 电源 电缆 、通信电缆和信号线均 采用屏 蔽线或穿金属管屏蔽 ， 以防止外来 电磁波 （ 含
卡件 、模块进行统计评估 ，本次事故共造成经济损
失近 ２ ０万 元 。
２ 原 因分析
该 电厂主体建筑物和设备的防雷措施主要为采
用 避 雷 针 覆 盖 引 雷 ，热 控 仪 表 、ＤＣ Ｓ系 统 等 微 电
（）由于 电厂地 处北方 ，遇受强雷天气较少 ， ３ 人员对设备 的防雷知识缺乏 ，防雷意识不足。
以保持严格的单端接地。这是造成本次雷击事故的
直 接原 因 。
（） 热控 车 间在 日常 的检修 工程 中 ，不重 视反 ２ 措 要 求 ，未 对 热控 ＤＣ Ｓ系统 机 柜 外 壳与 建 筑物 钢 筋 直接 连接 的情 况进行 检查 ，也 未按规 定要 求将机 柜外 壳 、电源地 、屏 蔽地 、逻辑地 分 别接到相 互绝 缘 的接地母 线上 。
母 线上 。
全生产。美加大停 电最初的起因就是雷击 。
１ 事故概述
某 电 厂 事 故 前 ，１～ ８号 机 组 正 常 运 行 。
２ １－ ７ １Ｔ ０ １ ，大雨天气 ，电闪雷鸣，瞬 间 ００ ０－ １ ０ ：ｌ
ｌ～ ４号塔 池 水位 表计 及 部分压 力 表计 无 指示 ；７ ，
电源地 、屏 蔽地 、逻辑 地分 别接 到相互 绝缘 的接地
母线上 ，保证一个 良好的接地系统。 （）等电位连接。对热控仪表 、变送器 、Ｄ Ｓ ４ Ｃ
控 制 系统 房 内的所 有 金属 物 体 ，包 括 电缆屏 蔽层 、
（）分流。利用避雷针、避雷带或避雷网等将 １
雷 电流 沿引 线安 全地 流人 大地 ，防止雷 电直 接击 在 建筑 物和设 备 上 。 （）屏 蔽 。热控仪 表 、变送器 、ＤＣ ２ Ｓ系统 所有
Ｓ而
电 安全 力 技术
第１ ２ 第ｌ ） ３ ０ 年 期 卷（１ １
热控仪表及Ｄ Ｓ Ｃ 系统遭受雷击的分析与防范
董 飞 ， 艾 则提
（ 纳斯 发 电分公 司 ，新 疆 昌 吉 玛
８ ２０ ） ３ ２ ０
雷电是 种 自然放 电现象 ， 具有极大的破坏力 ，
会对人 们 的生命 、财产 造成 巨大 的危 害。发 电厂 的
（）热控 设备 一
第 ｌ 卷 （ １ 年第 １ ） ３ ２ ０１ 期
电 力 安 全 技 术
Ｓ ｎ ｈ ｙｉ ｈ ｇ ａ ｉｎ ｅ 生产一线 ｃ ｎｘ ａ
查 ，对接地不规范 的立 即组织整 改 ，杜 绝同类事故再 次 发生 。￣ Ｊ ，还 主要 采用 了 ５种 防雷 措施 。 Ｌ＇ ｂ
（） 热控 仪表 、ＤＣ １ Ｓ系 统在最 初安 装过程 中未
严格执行规程要求， 系统的 ４ 种接地， 即机柜外壳、
电源 地 、屏 蔽地 、逻 辑 地 未用 专 用接 地 电极 相 连 ，
送器 电路板 Ａ Ｄ转换器烧毁 ；７ 号机组循环水 ／ ，８
ＤＣ Ｓ系 统 部 分 ＡＩ ，ＡＩ Ｒ，ＤＩ 模 块 及 通 道 烧 坏 。 Ｏ 经 检 修 人 员数 小 时 的抢 修 ，仪 表 、ＤＣ Ｓ系 统恢 复 正常 ，避 免 了 一起 停机 事故 。事 后对 烧 坏 的 仪表 、
是接到电气接地母 线上 ，和 电气共用一个按地 。强
雷 电流 通过 电气 接 地 串入 弱 电回路 ，烧 坏 了 ＤＣ Ｓ 系统 回路 中的 电子 元器件 。 （）循环 水远 程站 Ｄ Ｕ 柜 、 电源 柜多 点接地 ， ３ Ｐ 各相 邻 的控制盘 柜底 部与基 础未 采用 绝缘胶 皮进 行 隔离 ，各 盘 问也未进 行金属 连接 ，共 同接 到了接地