水泥廠電氣自動化系統的接地與防雷技術探究

薛鑫剛

安徽海螺建材設計研究院有限責任公司 安徽蕪湖 241009

我國目前的電氣化接地處理標準逐步提高，已經與相關的國際標準逐漸對接，因此在水泥廠建造過程中，要按照相關規定合理地進行電路設計，降低水泥廠的安全隱患。在水泥廠接地與防雷工作中，最重要的就是保證相關行為能夠嚴格按照規范標準實施。

1 防雷裝置設計

在常規建筑防雷設計中，設計人員往往只會考慮到雷電對建筑造成的直接危害，而忽略雷電波和電磁脈沖感應對建筑物內工作人員和工作設備的危害。由于科技化發展在工業加工過程中的普遍應用，工廠內的電子設備也逐漸增多，雷電波和電磁脈沖感應可能會使電子設備產生故障，使得近幾年來雷電所導致的電子設備事故也逐漸增多，降低了水泥廠的生產效率。因此設計人員要重視對雷電的二次防范，在內部和外部都安裝防雷裝置，加強對雷電波和電子脈沖感應的重視和預防，降低雷電對電氣自動化系統的影響。常規來說外部防雷裝置是由接電器、引線和接地裝置組成，主要用來預防雷電對建筑的直接傷害.在滿足國家標準的條件下，水泥廠可以使用建筑外部的金屬來作為接電器和引線，降低建造成本。內部防雷裝置則是用來降低雷電波和電磁脈沖感應對電子機器和人體的影響，一般是通過公共接地系統來完成內部防雷裝置的布置，此外目前也會通過一點接地法來配備建筑內部防雷裝置。在內部布置防雷裝置的同時，也要對電氣自動化系統比較密集的房間安裝屏蔽系統、降低線路密度，從多個方面入手，避免電氣自動化系統受到雷電危害?？梢哉f外部防雷裝置和內部防雷裝置的結合，才能夠全方位降低雷電對水泥廠的危害[1]。

以在水泥廠內安裝防雷裝置為例，在對圓形倉庫進行外部防雷裝置安裝時，可以采用倉庫自身的外部金屬來作為接電器，但由于圓型倉庫的鋼筋在振搗時可能會產生錯位，因此要安裝專門的引雷線。如果倉庫是方形，則可采用倉庫自身的外部金屬作為接電器，采用倉庫自身的鋼筋作為引雷線。在引雷線之間的連接處、引雷線與接電器的連接處、引雷線與接地裝置的連接處要完全焊接，不可以進行捆綁處理。捆綁久置之后可能會松散，引雷效果降低，建筑的風險性增加。在外部防雷裝置安裝完成后，水泥廠管理層要安排員工定期對建筑的防雷裝置進行安全性檢測，可以在3月份清空廠內的所有工作人員，對每個建筑進行雷電裝置檢測，保證雷電裝置的安全性，降低夏季的雷雨對水泥廠建筑的危害。

2 接地電阻問題

在水泥廠建筑中使用公共接地方法能夠有效避免等電位的問題困擾，但公共接地法也有較為明顯的缺點，就是在采用公共接地法的防雷措施時，建筑內部的計算機信號較差，影響工作效率。為此，設計師們對此進行了研究，發現之所以會影響建筑內部的計算機信號，是因為公共接地措施導致了共阻耦合現象，影響電路的電壓。為了避免計算機信號被干擾，技術人員給出了一點接地的解決方法。一點接地的接地方式是等電位路段呈樹干式結構，接地后連接到單點上，不會形成環路，在安裝一點接地引雷裝置時應該注意不能與引雷線平行，避免磁場干擾。

以在水泥廠內使用一點接地法的引雷裝置為例，在電網中要設置最小的電阻數值，如果接地板的電阻不能達到要求標準，則可以在接地板的四周增設四塊接地體，并將4塊接地體按照距離均勻分配。由于等電位連接使得計算機信號不再受大地的影響，因此接地體的電阻沒有限制。在建筑物內要對所有的低壓用電設備安裝絕緣設施，絕緣設施的沖擊電壓要在6kv左右，保證設備能夠提供足夠的耐壓性，同時在建筑內部還要安裝過電壓保護器，保護建筑物內部的電氣化系統的電壓[2]。

3 配電回路問題

在雷雨天氣，雷電也可能會以電源為導體，對建筑內部的電氣系統造成一定的傷害，影響水泥廠的工作效率，因此技術人員需要開展一定的研究，解決相關問題。目前水泥廠的最高級電壓為110kv，110kv的供電線路會被架空，這使得水泥廠的電纜更容易遭到雷電的侵害，在被雷電擊中后，線路也會產生耦合現象，對水泥廠內的電子儀表和計算機設備造成一定的損壞，因此，需要在110kv的電纜上增設防雷裝置，降低雷電帶來的風險。目前水泥廠的電壓還有10kv和0.4kv兩種，由于這兩種電壓使用的電路都是電纜，因此被雷電直接擊中的概率大大降低，故而不研究這兩種線路在雷電預防中的措施。

以對110kv的電纜線路進行防雷措施設計為例，水泥廠的技術人員可以在電氣系統的電源配置處進行三種措施，第一種措施，從供電室進行防護，在供電室的高壓端配備功能較為完善的內部防雷裝置，第二種措施，在低壓端安裝閥型防雷裝置，第三種措施，在電箱附近配備防浪涌設備。以上三種措施能夠有效降低雷電對110kv供電線路的影響，水泥廠應該結合自身的建筑情況選擇合適的防雷措施。如果水泥廠的建筑情況較為復雜，則可以選擇兩種或兩種以上的防雷措施，進行多重防護。此外水泥廠還可以在每一級電源處安裝防雷設備，預防在雷電天氣時，雷電沿著電路對電氣系統造成一定的傷害，最大限度的保護水泥場內的電氣設備。在實踐中可以發現，雷電也可以在網絡電纜中流動傳播至電氣系統，但由于網絡電纜與建筑內部的電氣設備連接較少，故而該種情況不予考慮[3]。

4 結語

水泥廠的建設對當地的民生生活有著較大的影響，同時水泥廠的建設成本較高，維修成本也較高，因此需要在建設過程中重視相關防護措施，降低水泥廠的經營成本。水泥廠中的電氣自動化設備較多，如果受到雷電影響而出現損壞，則會對水泥廠的生產經營產生較大的影響，帶來經濟損失，因此水泥廠需要重視接地和防雷技術，最大限度地保護場內的電氣自動化設備，保證水泥廠內的生產安全。