水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)應(yīng)用

張晶晶

（北京凱盛建材工程有限公司，北京 100024）

水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)應(yīng)用

張晶晶

（北京凱盛建材工程有限公司，北京 100024）

隨著水泥廠電氣自動化水平的提高，對其防雷接地系統(tǒng)也提出更高的要求。電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，很容易出現(xiàn)設(shè)備安全、人身安全以及信號干擾等問題，極大程度上制約水泥廠安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本文將對水泥廠接地系統(tǒng)相關(guān)概述，以及防雷技術(shù)在水泥電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

水泥廠 接地系統(tǒng) 防雷技術(shù) 應(yīng)用

作為水泥廠各生產(chǎn)工序運(yùn)行的重要保障，電氣自動化系統(tǒng)的綜合性能是決定水泥廠生產(chǎn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵性因素。盡管近年來水泥廠電氣系統(tǒng)建設(shè)中，逐漸將較多先進(jìn)技術(shù)引入，但系統(tǒng)運(yùn)行中仍可能出現(xiàn)較多異常情況，尤其在雷電流影響下，易導(dǎo)致電氣自動化系統(tǒng)無法可靠運(yùn)行。這就要求做好接地系統(tǒng)和防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工工作。本文分析接地系統(tǒng)與防雷技術(shù)在水泥廠電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用，具有十分重要的意義。

1 水泥廠接地系統(tǒng)相關(guān)概述

接地系統(tǒng)是水泥廠電氣自動化系統(tǒng)中很重要的一部分，關(guān)系著全廠設(shè)備的安全運(yùn)行，現(xiàn)在的水泥生產(chǎn)線對于成本的控制都比較嚴(yán)格，設(shè)備布局比較緊湊，一般都要求全廠共用一個接地網(wǎng)，這樣可以使各類防雷接地系統(tǒng)的接地線與共用接地網(wǎng)相連。對于其中應(yīng)用的接地裝置，由接地極和接地線構(gòu)成，接地線也叫接地導(dǎo)體。其在構(gòu)成上主要以接地極、接地導(dǎo)體為主，其中接地極是埋入地下并直接與大地緊密接觸的金屬導(dǎo)體及導(dǎo)電模塊，接地線顧名思義就是電氣設(shè)備接地端子與接地極之間連接的金屬導(dǎo)體。從整個水泥廠接地系統(tǒng)看，主要以建筑防雷系統(tǒng)、中低壓供配電工作與安全系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)為主。一般在電氣室、變電站、中控樓周圍，沿建筑物將人工接地體構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，再用接地線將人工環(huán)網(wǎng)多點(diǎn)連接，自然接地體與人工接地體連接構(gòu)成聯(lián)合接地系統(tǒng)。

同時，接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到人工接地功能需滿足不同系統(tǒng)運(yùn)行要求，但其卻處于共用同一接地裝置狀態(tài)，此時要求做好接地電阻控制工作，盡可能使該電阻值保持在1歐姆以內(nèi)。另外，在接地網(wǎng)設(shè)計(jì)中，對于TN-S配電系統(tǒng)，要求分離PE線、N線，其目的在于防止N線中有不平衡電流向接地端子流入，使電位偏移問題得到有效控制，對系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的提高將起到突出的作用［1］。

2 防雷技術(shù)在水泥電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 直擊雷與感應(yīng)雷的防治技術(shù)

由于自動化系統(tǒng)一般多由弱電元器件組成，這些器件在運(yùn)行中不具備較強(qiáng)的抗過電壓、抗過電流以及抗電磁脈沖等能力，若有雷擊問題出現(xiàn)在自動化系統(tǒng)中，電子器件很可能受到嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致整個系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。這就要求在防雷擊中，采取相應(yīng)的措施。需注意的是盡管近年來針對直擊雷、感應(yīng)雷等帶來的影響，水泥廠逐漸將接閃器、引下線構(gòu)成的防雷設(shè)備裝設(shè)在建筑物中，且中控室、電氣室都布設(shè)有相應(yīng)的控制儀表與設(shè)備，能夠起到一定的防雷保護(hù)效果。但需注意由于這些控制儀表或設(shè)備應(yīng)用下，如感應(yīng)雷或雷電波等問題的存在，仍無法取得較好的防護(hù)效果。其中雷電波為例，其一般會通過電源線、儀表電源或信號線進(jìn)入到控制設(shè)備中，會直接損壞儀表或控制設(shè)備。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮使儀表設(shè)備的電源線和信號線遠(yuǎn)離避雷引下線，且注意避雷引下線與接地體連接位置、接地端子與接地體連接位置，這兩個位置在間距上應(yīng)超出2米，其目的在于使弱電設(shè)備接地電位受接地網(wǎng)電位變化的影響得以控制。另外，也要求在通訊電纜上盡量選擇光纖材料，或直接將SPD浪涌保護(hù)裝置設(shè)置于電源進(jìn)線回路內(nèi)，有利于防雷目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［2］。

2.2 防雷電措施在配電回路中的應(yīng)用

電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行中，電源進(jìn)線一般為雷電侵入的媒介，所以電源進(jìn)線的控制極為重要。以110kV供電線路為例，其作為架空線路，雷擊發(fā)生的可能性極高，且供配電線路會直接將雷電流引入到變壓器中，通過電源線進(jìn)入設(shè)備，此時控制儀表與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都將被破壞。這就要求實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，引入三級防護(hù)措施。其中第一級防護(hù)上，主要強(qiáng)調(diào)將通容量較大防雷裝置設(shè)置在系統(tǒng)高壓端處，而在第二級防護(hù)方面，可將閥型防雷器設(shè)置于進(jìn)線位置處。對于第三級防護(hù)，需使防浪涌裝置設(shè)置在配電箱出口回路上。通常水泥廠還設(shè)置多級防護(hù)，這些措施應(yīng)用下，過電流、過電壓等都可被限制，且電力線路將雷電流引入到電氣系統(tǒng)中的問題也可得到最大程度的解決。此外，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，也需考慮到水泥廠中的外界信號系統(tǒng)部分，其網(wǎng)絡(luò)線很可能將雷電流引入，所以在防雷過程中，要求將光纜線路引入到該系統(tǒng)中，盡可能使雷電流侵害帶來的危害控制到最低程度。因此，當(dāng)前自動化系統(tǒng)運(yùn)行中，對于配電回路部分，應(yīng)考慮對不同裝置采取相應(yīng)等級的防護(hù)措施，以此使防雷效果得到提高。

2.3 其他防雷措施的應(yīng)用

電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行中，在對直擊雷、感應(yīng)雷等采取相應(yīng)防護(hù)措施以及多級防護(hù)措施設(shè)置于電源系統(tǒng)外，也可采取其他相應(yīng)的防雷措施。以中央控制室部分為例，可考慮將均壓端子板鋪設(shè)于靜電地板下，這樣可使等電位連接網(wǎng)絡(luò)得以構(gòu)建?；蛟谠O(shè)計(jì)過程中，將等電位端子板加裝于中央控制室中，且使電氣自動化設(shè)備與放射式端子板進(jìn)行連接，這樣在系統(tǒng)防雷效果上將得到極大程度的改善。綜合來看，防雷措施應(yīng)用下能夠?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行提供保障，但需注意無論選取哪種防雷措施，都要求結(jié)合水泥廠電氣系統(tǒng)實(shí)際情況，切忌出現(xiàn)盲目將相關(guān)的防雷技術(shù)或設(shè)備引入其中，其不僅難以起到防雷作用，且可能加重自動化系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)擔(dān)［3］。

3 結(jié)語

接地系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)與防雷技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)行水泥廠電氣系統(tǒng)建設(shè)中需考慮的重要問題。實(shí)際進(jìn)行防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要需結(jié)合水泥廠實(shí)際情況，構(gòu)建相應(yīng)的聯(lián)合接地系統(tǒng)，為電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保障。同時，在防雷技術(shù)方面，可應(yīng)用的主要以防直擊雷與感應(yīng)雷為主，并注意對配電回路采取相應(yīng)的防雷措施，這樣才可使雷電流對電氣系統(tǒng)的影響被減少，為水泥廠綜合效益的實(shí)現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)的保障。

［1］郭慶軍.水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)分析［J］.科技展望，2014（19）∶146.

［2］張方輝.水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地與防雷技術(shù)［J］.科技傳播，2016（03）∶143-144.

［3］姜大寶.淺談水泥廠電氣自動化系統(tǒng)的接地技術(shù)和防雷技術(shù)［J］.四川水泥，2016（02）∶10.

張晶晶（1983—），女，天津人，本科，畢業(yè)于長江大學(xué)，工程師，研究方向：電氣自動化。