摘 要：当前我国诸多石化企业内部生产装置数量较多、生产呈现连续规模化运行、生产工艺复杂，石化企业具有技术密集性特点。企业的仪表控制和生产装置系统运行建立在防雷措施上，防雷措施是石化企业安全运行的基础。我国的化工企业不断增加，企业内部的仪表系统愈加呈现智能化和网络化，但仪表设备具有绝缘强度较低的弱点，对电磁干扰耐受力较差。因此诸多化工企业常遭遇雷击，导致仪表自动化系统无法运行，给企业带来经济损失。本文主要分析雷电对于石化企业仪表设备运行的影响，探讨现阶段石油化工仪表系统的防雷体系，同时提出石化企业仪表设备的防雷原则和措施。
关键词：石油化工企业；工仪表系统；防雷体系
前言：我国企业发展速度较快，基于此，诸多石化企业的安全运行需要相关雷电防护措施来保障。通常石化企业内部的石油化工仪表极易受到雷击，造成过流和脉及雷电过压状况的产生，严重威胁到仪表的安全运行。若石化企业对内部的仪表未实施有效的防护措施，仪表极有可能受到雷击无法正常工作或工作不灵活，严重则会引发安全事件，造成人员伤亡。石化企业为避免安全事故的发生，需要注重企业内部仪表系统的防雷措施，完善防护措施，保障企业经济利益。
1 雷电种类和对仪表影响最大的雷电种类
常见的防雷措施较多采取分流法，其工作原理通过仪表自控系统的信号回路来安装浪涌保护器，由此来限制电压和过电流。但是企业内部的浪涌保护器地特点仅能为回路的局部提供防护。安装在现场的浪涌保护器既能够对变压器起到作用，且浪涌保护器发生故障的概率会导致仪表自控系统受到损坏[1]。因此诸多化工企业仅在特定情况下使用浪涌保护器，降低了企业内部仪表自控系统的防雷有效性。
1.1直接雷击
直接雷击即为雷电直接对人体、建筑物、设备等对地放电形成的电击。化工企业运行的过程中，雷电通过直接雷击的方式，对企业内部的仪器仪表进行电击，由此造成诸多仪表传感器和变送器等电路的损害。
1.2感应雷击
感应雷击即为雷电未直接击中仪表自控系统，仅是在击中导线或者经过仪表设备时，由于电磁感应和静电对仪器仪表设备形成过电压现象。
1.2.1静电感应
雷电来临前夕，基于雷云电场的影响，地面金属线和诸多导体会对雷电进行感应，接闪之后会释放出大量电荷，造成电量过大，从而引起电位差，一旦放电电流进入仪表仪器等设备，会对设备造成极大的损害。
1.2.2电磁感应脉冲辐射
当接闪器接闪的过程中，强大的雷电流会通过接地线并在其周围产生强烈的电磁场，不断向外辐射。处在该范围的诸多金属导体会受到电磁感应的影响，产生强大的浪涌电流，导致仪表仪器设备受到损害。
1.3电涌引入
金属类导线可通过直接雷击或者感应雷电产生过电压，过电压的涌入会造成供电质量下降的状况，导致芯线和屏蔽层之间产生电压，通过耦合干扰对与之相连的仪表仪器设备造成损坏[2]。
1.4反击
当电流通过接闪被引入到接地极时，雷电流在不断释放，使导体形成高电压并对周围的物体产生电击，该种情况解释为雷电反击作用。众所周知，大地具有电阻，由此雷电流向大地需要一定时间，该过程造成地面诸多地电位瞬间升高，若两套接地极系统之间的安全距离不够，便会应发强大的瞬间反击电流，对化工企业的仪表自动化系统造成严重破坏。
2 仪表系统接地类型和防雷的关系
2.1工作接地
仪表形式的差异造成其接地方式的差异，本质安全系统接地主要对齐纳式安全栅接地进行分析。就电气接线的角度看来，齐纳式安全栅中的本质安全系统接地与仪表信号回路不可分离，由此形成完整的电气系统接地。
2.2保护接地
低压配电系统接地包含仪表和控制系统中的保护接地，由此相关防雷工作应当根据电气专业相关标准进行规范执行，同时需将低压配电系统接地网接入。通常情况下，保护接地电阻应≤4Ω[3]。
2.3防静电接地
静电电流具有高电压、低电流和时间短的特点，对静电放电控制的方式应同时采取多种方式，避免静电产生的同时需将静电及时泄放。有关规范和资料指出，防静电接地应当与其他接地系统共用接地装置。
2.4防雷接地
通常设置单独防雷系统的接地电阻需≤1Ω。我国《建筑物防雷设计规范》指出，从防雷的角度看来，设置共用接地装置效果较好，能够容纳所有接地系统。同时《石油化工仪表接地设计规范》指出，基于接地工作原理和有关标准，仪表和控制系统的工作接地、保护接地、和防雷接地等应当共用接地装置。由此可见，本质安全仪表系统并不是孤立存在的，需要与电气系统联合[4]。但接地系统的施工规范指出，仪表设备的工作接地和保护接地相互联系，但以上两种接地应当区分连接，避免出现混接现象。
3 石化企业仪表设备防雷原则和措施
3.1接闪
接闪应当同时考虑到仪表自控系统和工艺装置的结构，在此基础上进行防雷措施的拟定。例如，仪表自控系统防雷应当与其周遭的工艺装置等一同进行防雷措施设计，对于接闪器的类型也需根据实际情况进行筛选，选择避雷针、避雷带或避雷网等。
3.2均压
为避免瞬间电流经导体和周遭金属物反击放电，造成仪表设备的瘫痪且干扰仪表自控系统地工作，防雷过程中应当将仪表自控系统内的地面墙面、导线和仪表仪器等设备采取等电位连接，并与内部的防雷接地系统相连，形成等电位连接，保障仪表自控系统安全运行。
3.3接地
化工企业雷电防护的重点在于接地，接地过程中需要综合诸多因素，尽可能将电势陡度降至最低，由此来平衡电位。同时考虑到电击强度过高时，仪表设备的外壳和其内部电路间会形成极高的电位差造成电路损害，由此可将保护接地和工作接地相连接，并将企业内部的防雷接地系统接入。
3.4分流
接闪过程中，雷电流会以分流和感应两种方式进行扩散，据此可设置一定数量的防雷引下线减小分流后的雷电流，降低雷电反击和雷电感应的破坏性影响。
结语：文章主要针对石油化工仪表系统的防雷系统提出改进措施，目的为保障化工企业的安全运行、安全生产。化工企业在石油生产的过程中，需关注避雷问题，通过采取有效措施来降低安全事故的发生率。当前诸多石化企业技术人员精通雷电防护措施，雷电防护工作中仪表控制系统格外重要，技术人员需在掌握避雷流程的基础上对其做好雷电防护，保障企业利益。
参考文献：
[1]刘哲鸣，张龙，萨日娜，等.第五届中国石油化工重大工程仪表控制技术高峰论坛回顾[J].仪器仪表用户，2014，03（20）：6-18.
[2]吴关林，周云华，王娟.高含硫天然气净化厂仪表接地体系的实现[J].化工自动化及仪表，2014，08（19）：963-967.
[3]谷勇.石油化工仪表集散控制系统的应用[J].黑龙江科技信息，2014，29（06）：13-15.
[4]丁兰蓉.石油化工仪表自动化设计中的HSE理念[J].化工与医药工程，2014，06（17）：50-54.
