雷電對于柴油流量計的危害及如何建立有效防護措施的探討

隨著(zhù)計量系統的智能化發(fā)展，在我們的小用戶(hù)供氣計量當中普遍使用了智能流量計計量，目前使用較多的是柴油流量計，而這種分體式設計的柴油流量計，它使用塑料外殼包裝自身屏蔽比較差，一旦遇到雷雨天氣其損壞率比較高，這既造成了一定的經(jīng)濟損失，又影響了正常的生產(chǎn)計量工作，針對柴油流量計在實(shí)際使用的情況，我們對這種柴油流量計，進(jìn)行了防雷防靜電系統的探討。
雷電是自然界中一種常見(jiàn)的放電現象?雷擊是一種自然現象,它能釋放出巨大的能量?具有*強大的破壞能力?幾個(gè)世紀來(lái),人類(lèi)通過(guò)對雷擊破壞性的研究?探索,對雷電的危害采取了一定的預防措施,有效地降低了雷害。在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的**,雖然人類(lèi)不可能完全控制暴烈的雷電,但是經(jīng)過(guò)長(cháng)期的摸索與實(shí)踐,已積累起很多有關(guān)防雷的知識和經(jīng)驗,形成一系列對防雷行之有效的方法和技術(shù)?  
(1)接閃 接閃就是讓在一定范圍內出現的閃電能量按照人們設計的通道泄放到大地中去?
(2)接地 接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統的閃電能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下線(xiàn)上的電壓,避免發(fā)生反擊?防雷接地是防雷設施安裝驗收規范中*基本的安全要求?
(3)均壓連接 接閃裝置在捕獲雷電時(shí),引下線(xiàn)立即升至高電位,會(huì )對防雷系統周?chē)纳刑幱诘仉娢坏膶w產(chǎn)生旁側閃絡(luò ),并使其電位升高,進(jìn)而對人員和設備構成危害?完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊?
(4)分流 分流就是在一切從室外來(lái)的導線(xiàn)與接地線(xiàn)之間并聯(lián)一種適當的避雷器?由于雷電流在分流之后,仍會(huì )有少部分沿導線(xiàn)進(jìn)入設備,這對于不耐高壓的微電子設備來(lái)說(shuō)仍是很危險的,所以對于這類(lèi)設備在導線(xiàn)進(jìn)入機殼前應進(jìn)行多級分流?采用分流這一防雷措施時(shí),應特別注意避雷器性能參數的選擇,因為附加設施的安裝或多或少地會(huì )影響系統的性能? (5)屏蔽 屏蔽就是用金屬網(wǎng)?箔?殼?管等導體把需要保護的對象包圍起來(lái),阻隔閃電的脈沖電磁場(chǎng)從空間入侵的通道?屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的*有效方法?
柴油流量計是一種速度式測量?jì)x表，抗干擾能力強，便于數據遠傳。一套完整的柴油流量計，由機械工作部分、機械計量表部分、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、計量修正儀以及機體支架構成。但在安裝和使用過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：
（1）目前我們使用的柴油流量計主要安裝在，閥室小用戶(hù)計量，輸配氣站單路小流量計量，大部分柴油流量計都是在露天安裝，防雨防曬都較簡(jiǎn)陋，影響柴油流量計的使用安全。
（2）柴油流量計的修正儀無(wú)金屬屏蔽保護，完全暴露在復雜電磁場(chǎng)下工作，特別是在雷雨天氣對雷電波毫無(wú)防護。
（3）接地連接不規范，接地網(wǎng)達不到要求，雷電流泄防接地電阻不大于1歐姆（如避雷針，樓房頂部防雷圈），感應雷電靜電釋放電阻不大于4歐姆（如弱電保護接地，機殼保護接地）。
（4）配套設備帶來(lái)的危害，在我們的柴油流量計當中普遍安裝了數據遠傳系統，在柴油流量計的修正儀上增加了包括向修正儀供電、數據傳輸電纜，增加了修正儀的安全危害，實(shí)際上在柴油流量計上加裝設備并不會(huì )對柴油流量計造成較大的危害，但所加裝的設備安裝不規范會(huì )對柴油流量計造成很大的危害，在我們的實(shí)際檢測中分析發(fā)現，數據傳輸電纜應配置6芯帶屏蔽電纜，屏蔽層應可靠的進(jìn)行PE連接，由于安裝時(shí)所備的電纜為5芯電纜而缺少1芯線(xiàn)，連接電纜時(shí)就將屏蔽層代用所缺的1芯線(xiàn)，整條信號電纜造成完全無(wú)保護狀態(tài)，這樣在雷雨天氣時(shí)，會(huì )損害柴油流量計，同時(shí)損壞數據遠傳上的安全隔離柵。
（5）數據遠傳自身的防護不規范造成雷電感應波沿市電導線(xiàn)竄入數據遠傳設備當中，甚至引入柴油流量計當中損壞相關(guān)設備，數據遠傳機箱屏蔽功能較差，接地網(wǎng)接地電阻不達標?！?br /> 針對上述問(wèn)題，我們采取以下措施，對柴油流量計進(jìn)行保護：
（1）當流過(guò)電感的電流增加時(shí)，電感兩端將產(chǎn)生一個(gè)感應電動(dòng)勢阻止電流的增加，當流過(guò)電感的電流減小時(shí)電感兩端將產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢阻止電流的減小，根據這一原理當電路當中有浪涌電流時(shí)，會(huì )在電路當中產(chǎn)生一定的高壓，這也是為什么頻繁開(kāi)關(guān)機容易損壞電器設備的原因，我們通過(guò)增加必要的電器元件減少或阻止浪涌電流對柴油流量計的影響。
（2）雷電的高頻電磁場(chǎng)會(huì )產(chǎn)生較高的感應電壓，對我們的電器設備產(chǎn)生較大的危害。所以我們的輸氣流程管道、分離器、包括污水罐都需要做接地網(wǎng)并做可靠的連接，其實(shí)就是給雷電電磁場(chǎng)一個(gè)泄放的通道。所以我們通過(guò)對修正儀，信號電纜，做可靠的屏蔽，對數據遠傳箱體做必要的改進(jìn)并做可靠的接地從而有效的防止雷電電磁場(chǎng)對整套設備危害。
（3）設備的制作與安裝
a.柴油流量計修正儀屏蔽箱的制作，其結構分別為：固定支架、修正儀屏蔽箱將修正儀安裝于箱體內對修正儀作整體屏蔽、等電位連接箱在箱體內連接各支路接地電纜，其目的是成為所有支路的匯流點(diǎn)，防止電流交差流動(dòng)相互影響。
b.數據遠傳箱體制作，根據目前企業(yè)設備的實(shí)際情況，制作了一套用于市電供電的數據遠傳箱和一套用于太陽(yáng)能供電的數據遠傳箱。
c.設備的現場(chǎng)安裝
接地網(wǎng)的安裝與連接：接地網(wǎng)是整個(gè)柴油流量計防雷試驗比較關(guān)鍵的一個(gè)內容，能不能準確的論證試驗的有效性，必須保證接地網(wǎng)達到標準的接地電阻，通過(guò)對實(shí)地地電阻率的測試，初步選擇6個(gè)接地模塊埋設并配用降阻劑使用，邊安裝邊測試直到達到標準值后才引入等電位箱。在軍樂(lè )站和松花閥室安裝模塊并測試數據見(jiàn)表1。

修正儀屏蔽箱的安裝：結合柴油流量計的實(shí)際使用環(huán)境，為了既有效的保證對雷電波的防護，又能起到防曬防雨防水的作用，我們選擇了厚度為2mm的304不銹鋼機箱做修正儀表箱，并且和等電位箱合用一個(gè)支架安裝，盡量減小導線(xiàn)的長(cháng)度，不至于導線(xiàn)過(guò)長(cháng)而影響接地電阻偏大。
數據遠傳箱的安裝：在以前的數據遠傳安裝當中，由于數據遠傳部分和太陽(yáng)能供電部分是兩次分開(kāi)安裝，他們之間有很多箱外連接線(xiàn)，不能較好的防雷電波，在試驗的過(guò)程當中，把它組合在一個(gè)機箱內安裝，這樣既美觀(guān)又減少相互的影響，也提高了維修維護的方便性，箱體也選用了304不銹鋼機箱，充分地做好各個(gè)跨接連接保證機箱可靠的接地。
信號電纜套管的鋪設：修正儀與數據遠傳端口內都是與電子電路連接，電子電路承受沖擊的能力都比較弱，為了保證不會(huì )因為雷電波直接竄入信號電纜，威脅設備的安全所有的信號電纜都選擇了304不銹鋼波紋管穿線(xiàn)，除波紋管兩端可靠地接地以外，波紋管本身也是一個(gè)接地體，這對屏蔽保護有一定的幫助作用。
（4）設備地實(shí)際數據測試（見(jiàn)表2）
（5）運行試驗數據
a.2014年6月27日在軍樂(lè )站安裝并運行，經(jīng)過(guò)7月、8月9次雷雨天氣的的觀(guān)察實(shí)驗，渦輪表正常運行。
b.2014年7月21日在松花閥室安裝防雷系統并運行，經(jīng)過(guò)7月、8月6次雷雨天氣的觀(guān)察和實(shí)驗，渦輪表正常運行。
結論：經(jīng)過(guò)現場(chǎng)試驗數據對比，采用該套防雷防靜電系統，可以有效保證柴油流量計的正常運行，性能可靠，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟效益?？梢栽跍u輪表流量計計量系統中推廣應用該套防雷防靜電系統。
雷電災害對電氣控制裝置的侵害是一種常見(jiàn)的自然災害,為避免雷電對其侵害,應根據機械電氣控制設備的不同構造特點(diǎn)而采用不同的防雷方法?只要合理地選用防雷設備,應定期由專(zhuān)業(yè)防雷公司檢測防雷設施,評估防雷設施是否符合**規范要求,設立防范雷電災害責任人,負責防雷安全工作,建立各項防雷安全工作,建立各項防雷設施的定期檢測,雷雨后的檢查和日常的維護?在防雷設施的設計和建設時(shí),應根據地質(zhì)?土壤?氣象?環(huán)境?被保護物的特點(diǎn),雷電活動(dòng)規律等因素綜合考慮,采用安全可靠?技術(shù)先進(jìn)?經(jīng)濟合理的設計施工?就會(huì )大大降低雷電災害帶來(lái)的損失?

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