浪涌保护器SPD在中石化加油站防雷的应用
作者：杨超　冯松彪
来源：《中国科技博览》2014年第07期
        [摘 要]随着我国经济的飞速发展以及人民生活水平的提高，中石化加油站不断增多。与此同时，加油站雷电事故的发生几率不断上升。所以说，必须重视加油站防雷工作。浪涌保护器又称为避雷器，其响应时间快、残压非常低、保护通量大、结构严谨、稳定性高，其在中石化加油站防雷工作中的重要性日益突出。
        [关键词]浪涌保护器 中石化 加油站 防雷设计
        中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0270-01
        雷点击是比较频繁的、影响较为严重的自然灾害，每年全世界因雷点击所造成的人身死亡、财产损失等数不胜数。近年来，中石化加油站中的微电子集成、电子设备的应用日益广泛，在雷击电磁脉冲与雷电过电压影响下造成的设备、系统损害日益增加。安装浪涌保护器，有效抑制瞬间过电压与线路浪涌，有效泄放电路过电流，成为加油站防雷的重要环节。
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        一、 雷电造成加油站设备损害的主要途径分析
        首先，地电位的反击作用。加油站若发生雷击，其地电位就会随之升高，而电子设备外壳以及电子设备都在接地装置上，如果达到一定数值的电位差，就会产生反击作用。节点装置电位差如果与电子系统设备电位出现一定数值的电位差，也会产生反击作用，进而损害设备。
        其次，侵入雷电浪涌。如果加油站发生雷击，那么，一般的能量会随着引流线分布到地网中。剩下的一般能量会感应到各种室内金属管线中，进一步在金属管线上出现雷电浪涌。如果雷电浪涌达到一定水平，就会损坏相连接的电气设备。
        再次，电磁闪电感应。如果加油站附近发生雷击，那么，会在进入加油站的金属管道上出现电磁脉冲。产生的这部分脉冲会随着金属管线进一步侵入，导致电气等各种设备损坏。
        因此，中石化加油站的防雷工作必须采取综合保护措施，在充分做好均压工作、电磁屏蔽以及合理布线工作之后，安装使用浪涌保护器，浪涌保护器的安装与选择都非常重要。
        二、 电气设备三级浪涌保护器保护
        （1） 第一级浪涌保护器
        加油站属于危险、易爆场所，第一级浪涌保护器必须选择严格的I级密封型浪涌保护器，主要考虑一下参数：
        1、确定最大冲击电流
        最大冲击电流的确定，需要结合进出加油站的导电物进行分流计算，导电物的雷电流=150Ka/2导电物路数。电缆芯线电流=导电物的雷电流/电缆芯线数。如果计算非常困难或者计算结果不可靠时，按照最大冲击电流为12.5KA进行选择。如果线路有屏蔽系统，通过浪涌保护器的雷电电流，就可以结合上述确定的30%的雷电流考虑。如果电源线是通过架空线方式进线，尤其是架空线比加油站房要高很多，在这种情况下，架空线发生附近遭雷击或直击雷的几率比较大。在这种情况下，不能按照上述方式确定最大冲击电流，通常情况下应超过12.5KA.本文介绍的关于最大冲击电流的确定，是基于I级分类产品，若果是选择的II级分类产生，现阶段还没有明确的选择标准。在实际操作过程中，标称电流一般是最大冲击电流的四倍。
        2、确定最大持续电压
        雷击过程只能够出现的电压都是瞬态性的过电压，持续时间比较短但电压值非常大，只有部分电压能量通过浪涌保护器。电网等其他因素运行是会产生暂态过电压，虽然电压比较低但持续时间长，会有大部分能量通过浪涌保护器，严重的会造成保护器爆炸或损害。开关型的浪涌保护器，不用担心设备老化问题，但动作后有续流，如果暂态过电压水平比较高，会直接导致浪涌保护器爆炸，所以说，必须要结合电网接地系统，选择最大持续电压。对于中石化加油站来说，一般会选择TN-C-S配电系统，如果选择的最大持续电压超过供电系统相电压的1.15倍，选择的浪涌保护器接在L与N之间或者PEN、PE与L之间，按照相关标准通过电压测试即可。
        3、确定浪涌保护器的保护水平
        供电系统应用浪涌保护器的最终目的是对电器设备的有效保护，启动浪涌保护器，就会将雷电流转化为保护水平电压。电气设备所承担的电压是保护水平电压与保护器两端引线电压降。所以说，在选择保护器时，需要全面了解被保护电器设备的耐冲击电压。与此同时，保护器两端的引线总长度不应超过0.5米，且越短越好。
        （2） 第二、三级浪涌保护器
        结合国家相关标准与加油站实际情况，第二、三级浪涌保护器应选择防爆浪涌保护器，且在能量上与第一级相互配合，标称电流应超过5KA.
        三 、电子设备防雷电浪涌保护
        电子通信设备、计量设备、检测液压设备、监控设备是加油站的主要电子设备，在雷电活动时，在加油站附近或上空会出现较大的瞬变电磁场，在其周围1000米范围中的金属环路都会产生雷电浪涌，进而影响电子设备的正常工作，设备遭到损坏。电子设备防雷，必须综合多方面因素考虑。第一，所有电子设备的机柜、机架、金属外壳、保护器接地端、安全保护接地等都应该以最短的距离与等电位连接网络的接地端子相连。预防连接线路过长，造成环路面积较大，降低运行可靠性。第二，加油站的电子设备尽可能放在建筑的中心位置，与外墙结构柱分离。若现实情况中，屏蔽没有达到设备要求，需安装金属屏蔽网，并与接地端子板相连。第三，敷设信号线路时应采用金属管套和金属屏蔽线缆。第四，浪涌保护器防雷设计。结合国家相关要求与标准，对电子设备的浪涌保护与电压防护，采用1-1.5A负载电流的大功率保护器，进行液位仪线路保护。与此同时，在加油机总控线上，安装信号控制保护器，对整个线路起到保护作用。分别在监控系统、通讯系统上安装信号类保护器，用于不同
设备的雷电防护。另外，注意浪涌保护器的接地连接，在安装保护器位置设置接地端子板，并使用铜线（16mm2）与端子板相连接，所选择的铜线必须与相关标准相吻合。
        结语：
        综上所述，本文针对浪涌保护器SPD在中石化加油站防雷应用的重要性与必要性开始入手分析，从三个大方面：雷电造成加油站设备损害的主要途径、中石化加油站电气系统浪涌保护器选择、电子设备防雷电浪涌保护，详细论述了浪涌保护器在中石化加油站防雷应用。
        参考文献
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