0 引言
在煉油化工企業生產過程中使用了大量智能化、自動化儀器儀表，可以對生產工藝流程進行監控，提高生產效率。但這些儀表同樣更容易受到電磁干擾的
影響，尤其是在雷電天氣下很容易發生過電壓故障，造成儀器儀表失靈無法發揮正常功能，影響到煉油化工企業的生產。因此需要構筑一套完善的防雷系統工程，應用防雷技術消除雷電危害，減少雷擊對儀表設備造成的損壞。
1 自動化儀表系統防雷的必要性
自動化儀表設備由很多特殊的自動化元件組成，抗雷擊和防靜電能力很差，在雷雨天氣雷擊作用下很容易導致現場儀表設備發生不同程度損壞，嚴重影響
到化工企業正常生產工作，甚至引發火災等重大安全事故，甚至對工作人員的生命安全造成威脅，因此必須對防雷措施具備足夠的重視度[1]。
1.1 雷擊的類型劃分
雷擊主要劃分為直擊雷、感應雷兩類，從兩者對儀器損壞程度來看：
1）直擊雷是雷雨天氣下空氣中電荷以閃電形式直接擊中構筑物，直擊雷電流達到 10~80 kA，通過巨大的熱電輻射和電磁機械效應對構筑物造成破壞的
過程。現場儀表設備及電纜線路遭受到直擊雷破壞，幾乎都會發生嚴重損壞。
2）感應雷是在雷電脈沖釋放的瞬間產生出的電壓大小相同的感應脈沖電壓，造成靠近物體帶點的現象就是感應雷的產生方式。感應電壓會通過導體迅速
傳輸到儀表設備，造成儀表系統損壞，儀表設備遭受的大部分雷擊損壞都是由于感應雷引起的。
1.2 雷擊是造成自動化儀表設備損壞的關鍵因素
1）煉油化工企業土壤環境潮濕，地下引線腐蝕、銹蝕現象嚴重，地下引線接觸電阻較大，在遭受到雷雨天氣時，很容易發生雷擊現象。同時煉油化工企業生產年限較長，避雷塔、避雷針年久失修，造成引下線銹蝕情況嚴重，加上土壤中賦存大量滲漏原油，土壤電阻率不斷升高，進一步影響到雷電流放，當接地電阻大于 10 Ω 時，將超出相關標準要求，也更易引發雷擊事件。
2）控制室測控線路外殼大都進行了接地并敷設金屬線槽處理，可以起到有效防護效果。但從實際應用效果來看，金屬線槽易脫落，無法形成電氣通路，導致雷擊發生時直接穿過外殼測控線路外殼屏蔽層，高壓電觸使線路電位積聚升高，損壞設備。同樣操作室中大多數電纜屏蔽層未接地處理，也會在雷擊作用下損壞儀表甚至整個操作系統，其中廢棄或裸露在外的備用電纜線路，也是發生雷擊事件的重要渠道。
2 預防雷電具體對策及防雷技術探析
2.1 雷電防護等級劃分
自動化儀表系統的雷電防護等級可用雷電計算評估法進行分級，也可結合當地年雷暴日數進行分級，但由于年雷擊次數和強度是概率的隨機性，需要結合表 1 所示被保護系統的重要程度及綜合評估法進行雷電防護等級劃分，其中儀表設備所在地的年平均雷暴日需要結合當地氣象部門資料統計而定。根據要求，**防護等級需要實行防雷工程，二級防護等級需要結合實際生產情況實行關鍵儀表的防雷工程。
2.2 化工裝置儀表系統常見防雷技術
1）電涌保護器及接閃器設置。對防雷格柵進行周期性檢查，同時針對浪涌保護氣設備的使用情況進行分析，通過儀表設備與接地線之間并聯電涌保護器
SPD，遭受雷擊時電涌保護器電阻瞬間較低使電路接近短路，將雷擊分流至大地進行設備保護。保障儀表設備使用穩定，并及時對保護器進行更新檢測，尤其是雷雨季節加強設備檢測出具檢測報告，確保實際使用過程中設備發揮良好性能。同樣接閃器設備包括避雷針、避雷網等結構，也是與引下線或接地體相連，在雷擊作用下接閃器自身通過引下線等將雷擊流向大地泄放，對一般設備進行保護。
2）儀表系統接地。做好儀表設備的接地工作，主要包括以下幾方面內容：**，通過周期性設備檢修維護工作，及時發現儀表設備運行過程中的潛在線路故障，出現銜接接觸**問題及時處理；**，完善儀表設備的接地工作，對裸漏脫落金屬線槽重新焊接修復或及時更換；第三，當涉及到自控系統中多設備點位接地處理時，尤其是儀表設備與 DCS 設備外殼之間應絕緣處理，避免與 DCS 設備之間形成電位差，影響設備正常運行；*后，要及時記錄監控系統電流、電壓強度，確保控制在合理范圍之內，保障儀表設備平穩運行狀態。
3）信號電纜及儀表設備屏蔽層。由于煉油化工企業儀表設備需要借助電纜、集成電路或一些半導體元器件，實現電信號傳輸工作，因此在分析防雷技術舉措時，就需要考慮到電磁脈沖輻射造成的影響，完善儀表設備電磁屏蔽工作。主要有以下幾點做法：**，通過構筑金屬材質保護箱的方式，屏蔽外界電磁干擾，要求做好保護箱的接地工作；**，通過對懸掛式儀表設備進行接地處理方式，進行電磁信號屏蔽工作；第三，對電磁信號回路、電源回路進行屏蔽，通過將上述電纜、集成電路等的回路設計成金屬的屏蔽層電纜線路，實現屏蔽效果，同時需要做好線路接地工作。
2.3 防雷措施應用實例某煉化企業因所處地勢較高雷暴頻次高，平均雷暴日達到 86.5 d/a 且強度大，儀表設備遭雷擊異常故障情況經常出現，嚴重影響到儀表控制系統平穩運行。因此從主機、機柜**現場儀表全方面進行了系統防雷技術方案設計。
1）系統主機及機柜進行工作地和保護地引線劃分，并分別連接至總地排。
2）現場儀表設備設置浪涌模塊，分支電纜敷設內屏蔽層。
3）機柜進線處安設浪涌保護器組塊，外部電纜線路經該組塊保護后再進行轉接。
通過上述系統化防雷工作，儀表設備投產一年以來，尚未出現雷擊故障，系統運轉狀態平穩。
3 自動化儀表系統防雷指導建議
3.1 控制室施工方案設計要求儀表控制室按二類防雷建筑布置避雷網、引下線以及電氣接地裝置等，保證控制室綜合接地電阻低于4 Ω，同時確保儀表設備可以就地連接至主接地系統，避免電位差及地電流干擾，一種網型結構接地排設計原理。
在對煉油化工企業儀表設備進行定期檢測維護過程中，需要注意將多余引線及時拆除，避免因引線引流發生漏電事故。應用高質量引線并科學規范使用
引線，可有效避免發生漏電事故。及時檢查廢棄、備用電纜線路，尤其是對裸漏在外電纜線路及時拆除，避免電纜線路引入雷電對儀表設備造成損壞，對腐蝕銹蝕嚴重電纜盒蓋進行及時更換處理，避免電纜線路受感應雷的影響。同時，對多點接地線路兩接地點之間要求間隔小于 20 m。
3.2 自動化儀表設備安裝
1）確保煉化裝置儀表設備與主接地系統連接良好，可有效杜絕因雷擊感應脈沖造成的地面設備與儀表間電位差，對儀表設備造成雷擊損壞；
2）保證雷擊流的迅速接地泄放，進行儀表布置安裝時，盡量不要安裝在頂部形成接閃體，接地線不易過長，盡量采用直線敷設形式，減少雷擊流泄放路徑。
