石油科研儀器儀表系統(tǒng)大量采用半導(dǎo)體器件、集成電路和傳遞信號(hào)的電纜,由雷擊產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁脈沖可以直接輻射到這些元器件上,也可以在電源或信號(hào)線上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波,沿線路侵入電子設(shè)備,使電子設(shè)備工作失靈或損壞。利用屏蔽體來阻擋或衰減電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護(hù)措施。石油儀器系統(tǒng)的防雷屏蔽主要包括三個(gè)方面:控制室屏蔽、現(xiàn)場(chǎng)儀表屏蔽、信號(hào)線和電源線屏蔽。
(1)控制室屏蔽。
控制室內(nèi)的控制系統(tǒng)是儀表系統(tǒng)的心臟,對(duì)雷電產(chǎn)生的電磁脈沖十分敏感,需要特別注意其屏蔽問題。儀表控制室應(yīng)是無窗的封閉結(jié)構(gòu),將房屋墻壁中的結(jié)構(gòu)鋼筋交點(diǎn)處電氣連接,并與金屬門框焊接,構(gòu)成一個(gè)帶門開口的屏蔽籠,在室內(nèi)沿墻壁四周再做一圈保護(hù)接地環(huán)(接入防雷地),接地環(huán)與屏蔽籠進(jìn)行有效的電氣連接。
(2)現(xiàn)場(chǎng)儀表屏蔽。
現(xiàn)場(chǎng)儀表可采用金屬的儀表箱(罩)實(shí)現(xiàn)防雷屏蔽,儀表箱(罩)要與其它現(xiàn)場(chǎng)的金屬設(shè)施實(shí)現(xiàn)等電位連接,并接入防雷接地系統(tǒng)。
(3)信號(hào)線和電源線屏蔽。
為了防止雷電電磁脈沖在信號(hào)或電源線路上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波,所有的信號(hào)線及低壓電源線都應(yīng)采用有金屬屏蔽層的電纜。就瞬態(tài)過壓防護(hù)而言,需要信號(hào)線或電源線的屏蔽層沿線路多點(diǎn)接地或至少應(yīng)在線路的首、末兩端接地。當(dāng)采用多點(diǎn)接地后,各接地點(diǎn)之間的屏蔽層沿線路之間形成回路,低頻干擾電流的電磁場(chǎng)可能會(huì)有一部分透過屏蔽層,在電纜的芯-護(hù)套回路產(chǎn)生低頻干擾,這就要求屏蔽層沿線路只能采取單點(diǎn)接地。為了防止由多點(diǎn)接地所產(chǎn)生的低頻干擾,可將電纜穿入金屬管內(nèi)或采用雙屏蔽電纜,將金屬管或雙屏蔽電纜的外屏蔽層采取多點(diǎn)接地,金屬管內(nèi)或雙屏蔽電纜的內(nèi)屏蔽層可以采用一端接地,這樣既保證安全,又有利于抑制低頻干擾。