【摘要】由于國內(nèi)對儀表控制系統(tǒng)的防雷工作有待加強(qiáng)，工業(yè)儀表控制系統(tǒng)在不同地區(qū)每年受到不同程度的雷擊，對我國工業(yè)發(fā)展帶來了極大的損失。本文首先介紹儀表控制系統(tǒng)的概況，其次探究雷擊對儀表控制系統(tǒng)帶來的破壞類型，再次指出了工業(yè)儀表控制系統(tǒng)的防雷策略，最后強(qiáng)調(diào)儀表控制系統(tǒng)的保護(hù)關(guān)鍵在于采取預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】儀表控制系統(tǒng)；雷擊；防護(hù)；策略

一、儀表控制系統(tǒng)的介紹

（一）工業(yè)儀表控制系統(tǒng)的概念。工業(yè)儀表控制系統(tǒng)是在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛運(yùn)用的一系列微電器件，它們由各種通訊模件、工控機(jī)、安防器件和現(xiàn)場測量儀表等集成電路組合構(gòu)成。隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)發(fā)達(dá)的各個城市陸續(xù)建立了許多工廠，在工業(yè)生產(chǎn)中儀表控制系統(tǒng)的運(yùn)用使企業(yè)得到了精確的數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)了企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。儀表控制系統(tǒng)是集成電路組合構(gòu)成的微電器件，是自動化儀表控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的體現(xiàn)，精確檢測出工業(yè)生產(chǎn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，為企業(yè)帶來了很大的便利。

（二）儀表控制系統(tǒng)防雷的重要性。目前，從儀表控制系統(tǒng)的使用情況看，儀表控制系統(tǒng)自身具有耐電用能力和絕緣強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，經(jīng)常遭受到雷擊的侵害，對企業(yè)帶來了極大的損失。工業(yè)儀表控制系統(tǒng)出現(xiàn)雷擊損害的主要原因除了自身弱點(diǎn)以外，可能就在于沒有做好對儀表控制系統(tǒng)的防護(hù)工作，所以一旦遇到雷雨天氣就會遭受到雷擊侵害，造成儀表計(jì)算機(jī)輸入輸出模塊部分損壞或者整個裝置控制系統(tǒng)癱瘓，混亂正常的工業(yè)生產(chǎn)，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失很大。

二、淺析雷擊對儀表控制系統(tǒng)的破壞

（一）分析雷擊的種類。大自然中的雷有云內(nèi)雷、云地雷和云際雷等三種形式，按照它們正負(fù)電荷放電的原理不同，對工業(yè)儀表控制系統(tǒng)產(chǎn)生破壞的雷擊又分為直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷和感應(yīng)雷都屬于云地雷，其中直擊雷是指帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，而感應(yīng)雷與直擊雷有很大不同，它是直擊雷后的第二次發(fā)生的二次雷，因?yàn)榘l(fā)生直擊雷以后，云層帶電很快消失，地面某些范圍散流電阻大，導(dǎo)致產(chǎn)生局部高電壓，造成強(qiáng)大的脈沖電流對周圍的儀表控制系統(tǒng)的導(dǎo)線和金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)，最后產(chǎn)生閃電和雷聲的現(xiàn)象，對儀表控制系統(tǒng)造成極大的損害。

（二）分析直擊雷和感應(yīng)雷對儀表控制系統(tǒng)的破壞。直擊雷與感應(yīng)雷是工業(yè)儀表控制系統(tǒng)的危害很大，還有一種雷擊叫球形雷，這些三種雷擊在雷雨天氣下對儀表控制系統(tǒng)帶來極大的破壞，下面我們分析不同雷擊對儀表控制系統(tǒng)的破壞情況。

1. 直擊雷。按照相關(guān)科學(xué)知識，直擊雷能擊打大地上的生物和建筑物，是因?yàn)榘l(fā)生直擊雷時(shí)產(chǎn)生電效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等物理效應(yīng)，由于其產(chǎn)生的能量很大，導(dǎo)致地上不同生物的傷亡，能摧毀地上的建筑物。對工業(yè)儀表控制系統(tǒng)來說，儀表的信號傳輸線很重要，儀表在建筑物外或空中的電線、天線及信號傳輸線遭受雷擊，與其相連的儀表電路板會被燒壞，造成儀表線路之間產(chǎn)生短路，從而停止儀表控制系統(tǒng)之間信號傳輸，對企業(yè)儀表控制系統(tǒng)的損失極大。

2. 感應(yīng)雷。感應(yīng)雷與直擊雷相比，對工業(yè)儀表控制系統(tǒng)的破壞性，前者比后者大，感應(yīng)雷是對工業(yè)儀表控制系統(tǒng)的致命破壞。感應(yīng)雷的雷擊原理與直擊雷有所不同，它是大氣中的云層對大地產(chǎn)生放電，從而使與其近一點(diǎn)的導(dǎo)電物體產(chǎn)生局部高電壓，導(dǎo)電物體產(chǎn)生的高電壓是一種感應(yīng)電壓，這些電壓通過導(dǎo)體被傳送到工業(yè)儀表控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備，對儀表控制系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損壞。

3.球形雷。球形雷是指雷雨天氣在天空中形成的球形雷，根據(jù)相關(guān)物質(zhì)知識可知，球形雷是指在空中漂浮的發(fā)光球體，是空中的球形閃電，在空中漂浮時(shí)會發(fā)出咝咝的爆裂聲。球形雷是一種很奇怪的雷擊現(xiàn)象，一般氣象學(xué)家很難發(fā)現(xiàn)球形雷，因?yàn)樗鼘I(yè)儀表等導(dǎo)電物體和大地上的生物帶來的損壞輕一點(diǎn)，破壞性比前兩者弱。

三、工業(yè)儀表控制系統(tǒng)對直擊雷的防護(hù)策略

我國工業(yè)生產(chǎn)的防雷工作有待加強(qiáng)，必須從本質(zhì)上降低雷擊的破壞，只有這樣才能使工業(yè)生產(chǎn)安全、健康進(jìn)行。對此，我們應(yīng)在儀表設(shè)備所在的建筑物上安裝避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線等避雷裝置，當(dāng)安裝此類避雷裝置時(shí)需要注意三點(diǎn)，其一是必須把避雷裝置安裝在建筑物的最高點(diǎn)或者最容易遭受到雷擊的位置。其二，避雷裝置的接地電阻要小于4Ω，不能與儀表控制系統(tǒng)防雷接地連接。其三，避雷裝置中避雷針的避雷半徑要真正符合避雷設(shè)計(jì)的要求，滿足以上注意事項(xiàng)才能做到真正的直擊雷的防護(hù)工作。避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線等避雷裝置只能降低直擊雷電的強(qiáng)度和雷擊的概率，沒有從根本上避免雷擊對儀表設(shè)備的損害，所以，還應(yīng)在各儀表設(shè)備處采取措施，進(jìn)一步防止雷電感應(yīng)對儀表控制系統(tǒng)的危害。

四、工業(yè)儀表控制系統(tǒng)對感應(yīng)雷的防護(hù)策略

上文中提到的直擊雷的避雷措施簡單，而且容易操作，但是感應(yīng)雷的防護(hù)工作要求嚴(yán)格，必須按照系統(tǒng)性的防護(hù)工作進(jìn)行。感應(yīng)雷的防護(hù)策略主要包括兩個步驟進(jìn)行，即首先是儀表接地系統(tǒng)，其次是線路布線及屏蔽，其中線路布線就包括對信號線路的保護(hù)環(huán)節(jié)。

（一）儀表接地系統(tǒng)的防護(hù)。

1. 區(qū)域同地。儀表接地系統(tǒng)的區(qū)域同地就是指將生產(chǎn)裝置的防雷防靜電通過一組接地裝置完成接地，工業(yè)儀表控制系統(tǒng)以及儀表設(shè)備的保護(hù)接地電阻和一些有必要屏蔽接地以及電氣及其控制設(shè)備的接地電阻應(yīng)當(dāng)小于1Ω。儀表接地系統(tǒng)的防護(hù)必須做好區(qū)域同地的接地工作，注意區(qū)域同地的一切控制系統(tǒng)與儀表設(shè)備的接地電阻要低于1Ω，這樣才能保證儀表接地系統(tǒng)真正起到防護(hù)雷電危害。

2. 環(huán)行閉合。為了完全降低雷擊對儀表控制系統(tǒng)的損壞，儀表接地系統(tǒng)必須做到整體上的環(huán)形閉合。

3. 均壓聯(lián)接。當(dāng)出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)的廠房內(nèi)的相鄰導(dǎo)體存在電位差，就有可能造成雷擊火花的產(chǎn)生。對此，我們必須通過均壓連接的方法，將儀表的接地端和電工的接地端相連接，又要把彼此相鄰的儀表控制系統(tǒng)的金屬導(dǎo)體和金屬外殼通過導(dǎo)線連接起來，使它們感應(yīng)電勢彼此均衡，防止電火花的危險(xiǎn)，避免操作人員的人身安全和相關(guān)設(shè)備的安全遭受雷擊火花的危險(xiǎn)。

（二）線路布線及屏蔽。對于信號的不同類型，線路布線的方法也不同，比如說對于開關(guān)信號可以用一般的控制電纜，但位于容易遭受雷電的危害的工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)采用屏蔽電纜，如果其傳輸信號距離較遠(yuǎn)也應(yīng)使用屏蔽電纜。對模擬信號和弱電信號分別使用屏蔽電纜和專用屏蔽電纜進(jìn)行信號傳輸。

（三）信號柜及儀表箱內(nèi)的防護(hù)?？刂葡到y(tǒng)信號柜進(jìn)線電源側(cè)應(yīng)安裝浪涌保護(hù)裝置，防止雷電感應(yīng)高電壓對柜內(nèi)設(shè)備的危害；露天安裝的儀表箱或儀表設(shè)備線路側(cè)應(yīng)安裝防雷保護(hù)裝置，箱體及設(shè)備金屬外殼也應(yīng)做好接地措施。

總之，不同地區(qū)遭受雷電的危險(xiǎn)程度不同，對于工業(yè)生產(chǎn)中儀表控制系統(tǒng)經(jīng)常受到雷擊的破壞，我們的防雷工作有待提高，采取適當(dāng)?shù)谋芾状胧?，必須科學(xué)、合理地做好真正的防雷工作。本文通過對雷擊的不同類型的破壞進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的防雷策略，希望能夠盡量避免工業(yè)儀表控制系統(tǒng)遭受雷擊的破壞。

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