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。儀表系統(tǒng)的防雷屏蔽主要包括三個(gè)方面:控制室屏蔽、現(xiàn)場儀表屏蔽、信號(hào)線和電源線屏蔽。
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。
目前國內(nèi)石油科研儀器儀表系統(tǒng)的接地主要有兩種措施:浮地、多點(diǎn)接地。
(1)浮地是指儀表的工作地與建筑物的接地系統(tǒng)保持絕緣,這樣建筑物接地系統(tǒng)中的電磁干擾就不會(huì)傳導(dǎo)到儀表系統(tǒng)中,地電位的變化對(duì)儀表系統(tǒng)也無影響。但由于儀表的外殼要進(jìn)行保護(hù)接地,當(dāng)雷電較強(qiáng)時(shí),儀表外殼與其內(nèi)部電子電路之間可能出現(xiàn)很高的電壓,將兩者之間絕緣間隙擊穿,造成電子線路損壞。
(2)接地是指儀表、DCS、PLC 等設(shè)備的工作接地與保護(hù)接地分開,這種接地方式的突出優(yōu)點(diǎn)是可以就近接地,接地線的寄生電感小。但是如果較強(qiáng)的雷電波通過保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng),電子電路同樣會(huì)因承受高壓而損壞。由于以上兩種接地方式都不能滿足防雷的需要,因此,可以考慮將保護(hù)地與工作地相連接,并且接入防雷接地系統(tǒng),問題就可以解決了。