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yinruganyingdianyongjinruceliangyibiaodianlupohuaijueyuan,jichuanweidianyuanqijian,zaochengyibiaoguzhanghezhijiganyingleitongguobiaotizhijinyibiaodianlu,jichuandianlumojianzaochengguzhang。jiejuecuoshishizhongxinanfangleiguifanyaoqiushenzhazhuangzhidezhengtibileicuoshijixinhaotongxundianlanjiedi,helibuxianyijijinshuyibiaoxiangdejiedi。duiyuzhongdianliansuoxinhaodebaohuxitongyingshezhilangyongqi;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、D接jie線xian柱zhu上shang。在zai雷lei暴bao時shi感gan應ying雷lei浪lang湧yong通tong過guo電dian湧yong保bao護hu器qi保bao護hu將jiang過guo載zai電dian流liu彙hui入ru大da地di,輸shu出chu電dian壓ya鉗qian製zhi在zai安an全quan工gong作zuo區qu內nei,確que保bao電dian源yuan安an全quan運yun行xing。電dian源yuan防fang浪lang湧yong係xi統tong如ru圖tu1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。
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yinruganyingdianyongjinruceliangyibiaodianlupohuaijueyuan,jichuanweidianyuanqijian,zaochengyibiaoguzhanghezhijiganyingleitongguobiaotizhijinyibiaodianlu,jichuandianlumojianzaochengguzhang。jiejuecuoshishizhongxinanfangleiguifanyaoqiushenzhazhuangzhidezhengtibileicuoshijixinhaotongxundianlanjiedi,helibuxianyijijinshuyibiaoxiangdejiedi。duiyuzhongdianliansuoxinhaodebaohuxitongyingshezhilangyongqi;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、D接jie線xian柱zhu上shang。在zai雷lei暴bao時shi感gan應ying雷lei浪lang湧yong通tong過guo電dian湧yong保bao護hu器qi保bao護hu將jiang過guo載zai電dian流liu彙hui入ru大da地di,輸shu出chu電dian壓ya鉗qian製zhi在zai安an全quan工gong作zuo區qu內nei,確que保bao電dian源yuan安an全quan運yun行xing。電dian源yuan防fang浪lang湧yong係xi統tong如ru圖tu1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。

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。
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