防雷工程设计向您介绍：仪表系统防雷 | 仪表及控制系统防雷工程设计

 防雷工程设计向您介绍：仪表系统防雷 | 仪表及控制系统防雷工程设计

1、雷电对仪表系统的危害

雷电对仪表系统的损坏有两种途径：直击雷电流和电磁感应电流。

直击雷是直接击中建筑物、大地、设施或设备等实际物体的雷电。对仪表系统就是直接击中仪表本体或信号线路的雷电。中等强度的直击雷电流约为10～80kA。

 电磁感应电流是线路附近区域的直击雷电流的电磁感应在线路上产生的冲击电流，也称为雷电电涌。电涌电流强度根据实际情况而异，约为几十到几百安培。线路上的直击雷电流或雷电电磁感应产生的电涌会沿线路向两端流动，损坏测量仪表和信号接收仪表。

 工厂建（构）筑物的雷电防护虽然能防止建筑物内和设备及框架下的仪表遭受直击雷，但不能阻挡雷电电磁感应在仪表内部和线路上产生的电涌。另外，建筑物雷电防护范围之外区域的仪表及线路仍然受到直击雷的威胁。

 2、仪表防雷工程的确定

由于雷击和雷电的发生是小概率随机事件，其物理量是不可测量的，所以不能准确、清晰地定量确定，只能采用评估的方法。

 2.1 定量评估方法

常采用的雷电损坏经济风险评估的方法有两种：当不设置雷电防护工程时，雷击事件造成仪表系统损坏导致装置生产的综合经济损失大于防雷工程投资价值时，应实施仪表防雷工程；雷击事件造成装置生产的综合经济损失大于可容忍经济损失或预计风险大于可容忍风险时，应实施仪表防雷工程，使预计风险小于可容忍风险。

定量评估方法比较复杂，工程上难以操作。由于雷击事件是不确定的概率事件，所有的定量评估方法都有不确定性。不同的标准规范有不同的评估方法，各自采用了不同的简化方法。基本方法之一是根据雷电活动程度和被保护系统的重要程度确定雷电防护等级，按雷电防护等级确定实施防雷工程。

2.2 定性评估方法

仪表防雷工程可根据下列情况之一确定，只要有一种条件成立，即应实施仪表防雷工程。

（1) 发生过危及安全生产的雷击损害事件的工厂区域。

（2) 根据GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》设置了雷电防护的建筑物，内部装有电子设备的，特别是连接室外信号线路的。

（3) 当建设区域曾经出现单日雷击次数大于N次/d或150 kA以上雷电流强度的雷击次数多于1次/年时；雷击次数及雷电流强度可根据当地气象部门资料或自行测定结果确定。

（4) 投资方、保险方或主管责任方可以根据主观意愿确定是否实施仪表防雷工程(自行承担风险、损失和责任)。这也是符合IEC标准提到的防灾减灾原则之一的。

3、仪表防雷系统基本原理和方法

3.1基本原理

仪表防雷的基本原理是限流、限压、限能。设法将雷电流在到达仪表之前就大部分泄放入地，并将残余雷电流产生的电压限制在小于仪表能够承受的范围内，使仪表不受雷电损害。由于雷电持续时间较短，残余的雷电流不会对信号造成有效干扰。

3.2设计原则

仪表防雷工程的设计应根据防护目标的具体情况，确定合适的防护范围，采用综合的防护方法，保护仪表系统不受雷击损害，降低雷击事件的风险，符合防灾减灾的投资条件，经济有效地防护和减少仪表系统雷击事故造成的生产和经济损失。

3.3工程方法

仪表防雷工程方法：设置电涌防护器，仪表系统接地，信号电缆的屏蔽，仪表设备的屏蔽。仪表防雷工程采取的每一种方法都是有效的，但都不能代替其他方法，若想得到良好的防护效果，就需要采取全部方法，不可片面地忽略某一种或几种方法。