工控系统中液位传感设备的防雷措施
液位传感器(静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器)是一种测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/12~45VDC)。
它在工业、化工、机床、电子、电力多个行业中都有一定的应用。春夏属于雷雨较多的天气,液位传感器在使用的过程中也要注意防雷击。那么液位传感器防雷击的方法是什么呢?
大多液位传感器在安装之初未考虑到被雷击的风险性,未对传感器配备防浪涌保护电路,当雷击发生的时候,浪涌电流通过传感信号线路瞬间传导至传感电路,从而损坏电路。
本文引鉴某单位再生油炼制平台及金属储罐区的后期防雷整改措施,介绍这类工控系统的防雷措施必要性及方法。
该单位在2021年6-9月间遭遇不同程度的雷击,主要受雷点为再生油炼制平台的高位金属件。高度约为40米,从上至下分8层,逐层设有炼油装置,包括锅炉导热传送管道、液位传感、输送泵、排放口等等。雷击发生前,系统处于正常工作状态,并且整个平台的共用接地电阻值经过多点检测,值为3欧姆左右。系统仅对配电线路装设有电源浪涌保护器,传有信号线路沿金属管道铺设,外有挠性防爆管。整个炼制平台位于县城外开发区,地势平坦且开阔。最严重的一次雷击,瞬间导致40多个液位传感器损坏。
这样的雷击事故直接影响正常生产的进行。设备部门当即联系专业防雷技术人员前去现场察看,分析雷击通道,制定可行性防雷方案。
从整个防雷系统的架构来看,主要是下面几个部分:
一、外部防雷的完整度
从LPZ0A-LPZ0B来看,主要接闪设备位于炼制平台高位金属塔,它处于整个站场的最高处。处于LPZ0B内的设备因大多为金属构件,从它的材质来看,可以将自身当作接闪和雷电流引下的装置。所以从外部防雷的完整度来看,是没有问题的;
二、内部防雷之等电位连接的可靠性
整个站场多为焊接连接体,包括炼制平台和罐区的金属架、龙门架、金属爬梯、金属管道、金属阀门等,已经做了基本可靠的连接。但个别设备的跨接,在这次的设计施工中做了完善,也就是采用金属跨接件将不同的金属部件间做好可靠的等电位连接,使各部件间没有电压差;
三、接地的原则
按照现行的《建筑物防雷设计规范》及《电子信息系统防雷设计规范》及《石油与石油设施雷电安全规范》中相关条例,现场采用的共用接地系统,后期有必要在接地装置上作文章。也就是从多方向引出人工接地装置,并且将工频接地电阻值降低至1欧姆或以下;
四、传感线路的感应雷防护措施
这也是很关键的一个环节,从前面雷电发生及防护手段来看,在传感线路上加装合适的SPD很有必要。因为传感电路极其脆弱,一个极小的浪涌都有可以击穿电子元器件。这次就在逐个液位传感器前加装了控制信号防雷器。因考虑地电位反击或干扰问题,地线端串联等电位电子开关DDK。
以上几个措施的落实到位,将大大减少站场设备被雷击的可能性。当然,安全度将不是100%的,只是依照合理的规范和采用科学的方法,能有效降低雷击风险度。