雷電對于色拉油流量計的危害及如何建立有效防護措施的探討
點擊次數(shù)：2451 發(fā)布時間：2021-01-19 14:41:58
隨著計量系統(tǒng)的智能化發(fā)展，在我們的小用戶供氣計量當中普遍使用了智能流量計計量，目前使用較多的是色拉油流量計，而這種分體式設計的色拉油流量計，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，針對色拉油流量計在實際使用的情況，我們對這種色拉油流量計，進行了防雷防靜電系統(tǒng)的探討。
雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象?雷擊是一種自然現(xiàn)象,它能釋放出巨大的能量?具有極強大的破壞能力?幾個世紀來,人類通過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。在科學技術(shù)日益發(fā)展的**,雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電,但是經(jīng)過長期的摸索與實踐,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(nèi)出現(xiàn)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(tǒng)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(guī)范中*基本的安全要求?
(3)均壓連接 接閃裝置在捕獲雷電時,引下線立即升至高電位,會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡,并使其電位升高,進而對人員和設備構(gòu)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的導線與接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼?由于雷電流在分流之后,仍會有少部分沿導線進入設備,這對于不耐高壓的微電子設備來說仍是很危險的,所以對于這類設備在導線進入機殼前應進行多級分流?采用分流這一防雷措施時,應特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇,因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)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,阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道?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?
色拉油流量計是一種速度式測量儀表，抗干擾能力強，便于數(shù)據(jù)遠傳。一套完整的色拉油流量計，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(gòu)成。但在安裝和使用過程中主要存在以下問題：
（1）目前我們使用的色拉油流量計主要安裝在，閥室小用戶計量，輸配氣站單路小流量計量，大部分色拉油流量計都是在露天安裝，防雨防曬都較簡陋，影響色拉油流量計的使用安全。
（2）色拉油流量計的修正儀無金屬屏蔽保護，完全暴露在復雜電磁場下工作，特別是在雷雨天氣對雷電波毫無防護。
（3）接地連接不規(guī)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）配套設備帶來的危害，在我們的色拉油流量計當中普遍安裝了數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)，在色拉油流量計的修正儀上增加了包括向修正儀供電、數(shù)據(jù)傳輸電纜，增加了修正儀的安全危害，實際上在色拉油流量計上加裝設備并不會對色拉油流量計造成較大的危害，但所加裝的設備安裝不規(guī)范會對色拉油流量計造成很大的危害，在我們的實際檢測中分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸電纜應配置6芯帶屏蔽電纜，屏蔽層應可靠的進行PE連接，由于安裝時所備的電纜為5芯電纜而缺少1芯線，連接電纜時就將屏蔽層代用所缺的1芯線，整條信號電纜造成完全無保護狀態(tài)，這樣在雷雨天氣時，會損害色拉油流量計，同時損壞數(shù)據(jù)遠傳上的安全隔離柵。
（5）數(shù)據(jù)遠傳自身的防護不規(guī)范造成雷電感應波沿市電導線竄入數(shù)據(jù)遠傳設備當中，甚至引入色拉油流量計當中損壞相關(guān)設備，數(shù)據(jù)遠傳機箱屏蔽功能較差，接地網(wǎng)接地電阻不達標。
針對上述問題，我們采取以下措施，對色拉油流量計進行保護：
（1）當流過電感的電流增加時，電感兩端將產(chǎn)生一個感應電動勢阻止電流的增加，當流過電感的電流減小時電感兩端將產(chǎn)生一個反電動勢阻止電流的減小，根據(jù)這一原理當電路當中有浪涌電流時，會在電路當中產(chǎn)生一定的高壓，這也是為什么頻繁開關(guān)機容易損壞電器設備的原因，我們通過增加必要的電器元件減少或阻止浪涌電流對色拉油流量計的影響。
（2）雷電的高頻電磁場會產(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，其實就是給雷電電磁場一個泄放的通道。所以我們通過對修正儀，信號電纜，做可靠的屏蔽，對數(shù)據(jù)遠傳箱體做必要的改進并做可靠的接地從而有效的防止雷電電磁場對整套設備危害。
（3）設備的制作與安裝
a.色拉油流量計修正儀屏蔽箱的制作，其結(jié)構(gòu)分別為：固定支架、修正儀屏蔽箱將修正儀安裝于箱體內(nèi)對修正儀作整體屏蔽、等電位連接箱在箱體內(nèi)連接各支路接地電纜，其目的是成為所有支路的匯流點，防止電流交差流動相互影響。
b.數(shù)據(jù)遠傳箱體制作，根據(jù)目前企業(yè)設備的實際情況，制作了一套用于市電供電的數(shù)據(jù)遠傳箱和一套用于太陽能供電的數(shù)據(jù)遠傳箱。
c.設備的現(xiàn)場安裝
接地網(wǎng)的安裝與連接：接地網(wǎng)是整個色拉油流量計防雷試驗比較關(guān)鍵的一個內(nèi)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，通過對實地地電阻率的測試，初步選擇6個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。在軍樂站和松花閥室安裝模塊并測試數(shù)據(jù)見表1。
修正儀屏蔽箱的安裝：結(jié)合色拉油流量計的實際使用環(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支架安裝，盡量減小導線的長度，不至于導線過長而影響接地電阻偏大。
數(shù)據(jù)遠傳箱的安裝：在以前的數(shù)據(jù)遠傳安裝當中，由于數(shù)據(jù)遠傳部分和太陽能供電部分是兩次分開安裝，他們之間有很多箱外連接線，不能較好的防雷電波，在試驗的過程當中，把它組合在一個機箱內(nèi)安裝，這樣既美觀又減少相互的影響，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(shù)據(jù)遠傳端口內(nèi)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，除波紋管兩端可靠地接地以外，波紋管本身也是一個接地體，這對屏蔽保護有一定的幫助作用。
（4）設備地實際數(shù)據(jù)測試（見表2）
（5）運行試驗數(shù)據(jù)
a.2014年6月27日在軍樂站安裝并運行，經(jīng)過7月、8月9次雷雨天氣的的觀察實驗，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(tǒng)并運行，經(jīng)過7月、8月6次雷雨天氣的觀察和實驗，渦輪表正常運行。
結(jié)論：經(jīng)過現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)對比，采用該套防雷防靜電系統(tǒng)，可以有效保證色拉油流量計的正常運行，性能可靠，為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。可以在渦輪表流量計計量系統(tǒng)中推廣應用該套防雷防靜電系統(tǒng)。
雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象?雷擊是一種自然現(xiàn)象,它能釋放出巨大的能量?具有極強大的破壞能力?幾個世紀來,人類通過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。在科學技術(shù)日益發(fā)展的**,雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電,但是經(jīng)過長期的摸索與實踐,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(nèi)出現(xiàn)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(tǒng)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(guī)范中*基本的安全要求?
(3)均壓連接 接閃裝置在捕獲雷電時,引下線立即升至高電位,會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡,并使其電位升高,進而對人員和設備構(gòu)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的導線與接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼?由于雷電流在分流之后,仍會有少部分沿導線進入設備,這對于不耐高壓的微電子設備來說仍是很危險的,所以對于這類設備在導線進入機殼前應進行多級分流?采用分流這一防雷措施時,應特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇,因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)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,阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道?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?
色拉油流量計是一種速度式測量儀表，抗干擾能力強，便于數(shù)據(jù)遠傳。一套完整的色拉油流量計，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(gòu)成。但在安裝和使用過程中主要存在以下問題：
（1）目前我們使用的色拉油流量計主要安裝在，閥室小用戶計量，輸配氣站單路小流量計量，大部分色拉油流量計都是在露天安裝，防雨防曬都較簡陋，影響色拉油流量計的使用安全。
（2）色拉油流量計的修正儀無金屬屏蔽保護，完全暴露在復雜電磁場下工作，特別是在雷雨天氣對雷電波毫無防護。
（3）接地連接不規(guī)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）配套設備帶來的危害，在我們的色拉油流量計當中普遍安裝了數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)，在色拉油流量計的修正儀上增加了包括向修正儀供電、數(shù)據(jù)傳輸電纜，增加了修正儀的安全危害，實際上在色拉油流量計上加裝設備并不會對色拉油流量計造成較大的危害，但所加裝的設備安裝不規(guī)范會對色拉油流量計造成很大的危害，在我們的實際檢測中分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸電纜應配置6芯帶屏蔽電纜，屏蔽層應可靠的進行PE連接，由于安裝時所備的電纜為5芯電纜而缺少1芯線，連接電纜時就將屏蔽層代用所缺的1芯線，整條信號電纜造成完全無保護狀態(tài)，這樣在雷雨天氣時，會損害色拉油流量計，同時損壞數(shù)據(jù)遠傳上的安全隔離柵。
（5）數(shù)據(jù)遠傳自身的防護不規(guī)范造成雷電感應波沿市電導線竄入數(shù)據(jù)遠傳設備當中，甚至引入色拉油流量計當中損壞相關(guān)設備，數(shù)據(jù)遠傳機箱屏蔽功能較差，接地網(wǎng)接地電阻不達標。
針對上述問題，我們采取以下措施，對色拉油流量計進行保護：
（1）當流過電感的電流增加時，電感兩端將產(chǎn)生一個感應電動勢阻止電流的增加，當流過電感的電流減小時電感兩端將產(chǎn)生一個反電動勢阻止電流的減小，根據(jù)這一原理當電路當中有浪涌電流時，會在電路當中產(chǎn)生一定的高壓，這也是為什么頻繁開關(guān)機容易損壞電器設備的原因，我們通過增加必要的電器元件減少或阻止浪涌電流對色拉油流量計的影響。
（2）雷電的高頻電磁場會產(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，其實就是給雷電電磁場一個泄放的通道。所以我們通過對修正儀，信號電纜，做可靠的屏蔽，對數(shù)據(jù)遠傳箱體做必要的改進并做可靠的接地從而有效的防止雷電電磁場對整套設備危害。
（3）設備的制作與安裝
a.色拉油流量計修正儀屏蔽箱的制作，其結(jié)構(gòu)分別為：固定支架、修正儀屏蔽箱將修正儀安裝于箱體內(nèi)對修正儀作整體屏蔽、等電位連接箱在箱體內(nèi)連接各支路接地電纜，其目的是成為所有支路的匯流點，防止電流交差流動相互影響。
b.數(shù)據(jù)遠傳箱體制作，根據(jù)目前企業(yè)設備的實際情況，制作了一套用于市電供電的數(shù)據(jù)遠傳箱和一套用于太陽能供電的數(shù)據(jù)遠傳箱。
c.設備的現(xiàn)場安裝
接地網(wǎng)的安裝與連接：接地網(wǎng)是整個色拉油流量計防雷試驗比較關(guān)鍵的一個內(nèi)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，通過對實地地電阻率的測試，初步選擇6個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。在軍樂站和松花閥室安裝模塊并測試數(shù)據(jù)見表1。
修正儀屏蔽箱的安裝：結(jié)合色拉油流量計的實際使用環(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支架安裝，盡量減小導線的長度，不至于導線過長而影響接地電阻偏大。
數(shù)據(jù)遠傳箱的安裝：在以前的數(shù)據(jù)遠傳安裝當中，由于數(shù)據(jù)遠傳部分和太陽能供電部分是兩次分開安裝，他們之間有很多箱外連接線，不能較好的防雷電波，在試驗的過程當中，把它組合在一個機箱內(nèi)安裝，這樣既美觀又減少相互的影響，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(shù)據(jù)遠傳端口內(nèi)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，除波紋管兩端可靠地接地以外，波紋管本身也是一個接地體，這對屏蔽保護有一定的幫助作用。
（4）設備地實際數(shù)據(jù)測試（見表2）
（5）運行試驗數(shù)據(jù)
a.2014年6月27日在軍樂站安裝并運行，經(jīng)過7月、8月9次雷雨天氣的的觀察實驗，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(tǒng)并運行，經(jīng)過7月、8月6次雷雨天氣的觀察和實驗，渦輪表正常運行。
結(jié)論：經(jīng)過現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)對比，采用該套防雷防靜電系統(tǒng)，可以有效保證色拉油流量計的正常運行，性能可靠，為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。可以在渦輪表流量計計量系統(tǒng)中推廣應用該套防雷防靜電系統(tǒng)。