水泥廠電氣自動化系統的接地與防雷技術應用

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的接地與防雷技術應用

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，對其防雷接地系統也提出更高的要求。電氣系統運行中，很容易出現設備安全、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目標的實現。本文將對水泥廠接地系統相關概述，以及防雷技術在水泥電氣自動化系統中的應用進行介紹。

水泥廠 接地系統 防雷技術 應用

作為水泥廠各生產工序運行的重要保障，電氣自動化系統的綜合性能是決定水泥廠生產目標實現的關鍵性因素。盡管近年來水泥廠電氣系統建設中，逐漸將較多先進技術引入，但系統運行中仍可能出現較多異常情況，尤其在雷電流影響下，易導致電氣自動化系統無法可靠運行。這就要求做好接地系統和防雷系統的設計和施工工作。本文分析接地系統與防雷技術在水泥廠電氣系統中的應用，具有十分重要的意義。

1 水泥廠接地系統相關概述

接地系統是水泥廠電氣自動化系統中很重要的一部分，關系著全廠設備的安全運行，現在的水泥生產線對于成本的控制都比較嚴格，設備布局比較緊湊，一般都要求全廠共用一個接地網，這樣可以使各類防雷接地系統的接地線與共用接地網相連。對于其中應用的接地裝置，由接地極和接地線構成，接地線也叫接地導體。其在構成上主要以接地極、接地導體為主，其中接地極是埋入地下并直接與大地緊密接觸的金屬導體及導電模塊，接地線顧名思義就是電氣設備接地端子與接地極之間連接的金屬導體。從整個水泥廠接地系統看，主要以建筑防雷系統、中低壓供配電工作與安全系統、自動化系統為主。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成環網，再用接地線將人工環網多點連接，自然接地體與人工接地體連接構成聯合接地系統。

同時，接地系統設計中，考慮到人工接地功能需滿足不同系統運行要求，但其卻處于共用同一接地裝置狀態，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。另外，在接地網設計中，對于TN-S配電系統，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，對系統安全穩定性的提高將起到突出的作用［1］。

2 防雷技術在水泥電氣自動化系統中的應用

2.1 直擊雷與感應雷的防治技術

由于自動化系統一般多由弱電元器件組成，這些器件在運行中不具備較強的抗過電壓、抗過電流以及抗電磁脈沖等能力，若有雷擊問題出現在自動化系統中，電子器件很可能受到嚴重損壞，導致整個系統難以正常運行。這就要求在防雷擊中，采取相應的措施。需注意的是盡管近年來針對直擊雷、感應雷等帶來的影響，水泥廠逐漸將接閃器、引下線構成的防雷設備裝設在建筑物中，且中控室、電氣室都布設有相應的控制儀表與設備，能夠起到一定的防雷保護效果。但需注意由于這些控制儀表或設備應用下，如感應雷或雷電波等問題的存在，仍無法取得較好的防護效果。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入到控制設備中，會直接損壞儀表或控制設備。因此，實際設計過程中，應考慮使儀表設備的電源線和信號線遠離避雷引下線，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超出2米，其目的在于使弱電設備接地電位受接地網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浪涌保護裝置設置于電源進線回路內，有利于防雷目標的實現［2］。

2.2 防雷電措施在配電回路中的應用

電氣自動化系統運行中，電源進線一般為雷電侵入的媒介，所以電源進線的控制極為重要。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，通過電源線進入設備，此時控制儀表與計算機系統都將被破壞。這就要求實際設計過程中，引入三級防護措施。其中第一級防護上，主要強調將通容量較大防雷裝置設置在系統高壓端處，而在第二級防護方面，可將閥型防雷器設置于進線位置處。對于第三級防護，需使防浪涌裝置設置在配電箱出口回路上。通常水泥廠還設置多級防護，這些措施應用下，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中的問題也可得到最大程度的解決。此外，實際設計過程中，也需考慮到水泥廠中的外界信號系統部分，其網絡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，當前自動化系統運行中，對于配電回路部分，應考慮對不同裝置采取相應等級的防護措施，以此使防雷效果得到提高。

2.3 其他防雷措施的應用

電氣自動化系統運行中，在對直擊雷、感應雷等采取相應防護措施以及多級防護措施設置于電源系統外，也可采取其他相應的防雷措施。以中央控制室部分為例，可考慮將均壓端子板鋪設于靜電地板下，這樣可使等電位連接網絡得以構建。或在設計過程中，將等電位端子板加裝于中央控制室中，且使電氣自動化設備與放射式端子板進行連接，這樣在系統防雷效果上將得到極大程度的改善。綜合來看，防雷措施應用下能夠為系統運行提供保障，但需注意無論選取哪種防雷措施，都要求結合水泥廠電氣系統實際情況，切忌出現盲目將相關的防雷技術或設備引入其中，其不僅難以起到防雷作用，且可能加重自動化系統運行的負擔［3］。

3 結語

接地系統的合理設計與防雷技術的應用是現行水泥廠電氣系統建設中需考慮的重要問題。實際進行防雷接地系統設計中，主要需結合水泥廠實際情況，構建相應的聯合接地系統，為電氣系統安全運行提供保障。同時，在防雷技術方面，可應用的主要以防直擊雷與感應雷為主，并注意對配電回路采取相應的防雷措施，這樣才可使雷電流對電氣系統的影響被減少，為水泥廠綜合效益的實現提供堅實的保障。

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

［2］張方輝.水泥廠電氣自動化系統的接地與防雷技術［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的接地技術和防雷技術［J］.四川水泥，2016（02）∶10.

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