摘 要：回想防雷概念的改动，介绍直击雷、雷电电磁脉冲对DCS的损害，论说了详细的防雷办法。

要害词：直击雷；雷电电磁脉冲；雷电波；屏蔽。

1.疑问的提出

　　声、光、电景象一起爆发的直击雷，能够击毁其放电通道上的修建物和生命工业,对此咱们已很了解，也有较老到牢靠的防护技能。但伴跟着雷电发作的雷电电磁脉冲，以电磁感应效果和电流波办法，对近十多年来活络翻开的电子、信息、操控设备的损坏和损害，是上个世纪九十年代以来雷电灾祸最显着的特征。它的成灾率更高，丢掉更大，因此也就成了防雷技能中一个急需处理的首要课题。

　　但凡依据微电子器材的操控设备，都存在着耐压低、对电磁脉冲分外活络的矮处。雷电致使的各种过电压可达数百乃至数千、数万伏，而依据微电子器材体系的耐压值都很低，通常承受不了正负5V的电压不坚决。美国通用研讨公司R·D·希尔用仿实在验树立的模型标明：对无屏蔽的核算机，当雷电电磁脉冲的磁场强度跨过0.03×10－4T时，核算时机误动作；当跨过2.4×10－4T时，核算时机耐久性损坏。所以，如无必定的防护办法，即便是质量很高的信息操控体系，也很难确保在雷击状况下依然能够安全地作业。

　　咱们从调研中得知，进口的操控体系（如运用在某化学公司的美国GE体系，和SMART现场总线等）都曾遭受过雷电的损害。又依据材料报导，在我国气候有些，像国家气候基地的大型核算机网络、通讯体系等要害有些也都曾屡次遭受雷击。

　　我国关于修建物的防雷已有了比照老到的知道和规范，国家规范《修建物防雷方案规范》（GB50057－94，2000年版）较1994年版，在参看了IEC规范后也专门添加了一章《防雷击电磁脉冲》，但对涣散型操控体系（DCS）的防雷疑问，在概念和体系的施行方面还都处于起步时期，没有专业的规范和先例可循。为此有必要对这一疑问做一谈论，以规范往后DCS工程的防雷方案。

　　2.回想防雷概念的改动

　　修建物的防雷是一门陈腐的技能，可是防雷技能在近二十年发作了很大的改动，其间首要的是在防雷概念上有如下几点改动：

　　1）防雷的要害从人身和电气设备的安全改动为通讯和信息体系的安全。早年修建物的防雷技能以防直击雷为主，偏重防机械性损坏和雷电反击；如今则以防感应雷击为主，偏重防雷电的电磁感应效应。

　　2）外部的防雷技能从早年的避雷针和避雷带改动为如今的避雷网和法拉第笼；内部的防雷技能从早年的以隔绝办法为主改动为如今的以等电位联接办法为主。

　　3）早年查验接地体系是不是合格以接地电阻值为准，如今偏重于接地构造兼接地电阻值，分外是从独立接地到等电位联接办法的改动。

　　如上所述，防雷技能和防雷概念尽管有了很大的改动，但直至如今，防雷的理论根底依然仍是安全地引雷入地，闪电是一个电流源（更切本地说是电流波），而不是电压源，防雷设备是给雷电流供应一条或几条低阻抗的接地通道，这些根柢概念依然没变。

　　3.雷电对涣散型操控体系损害的办法

　　雷电对涣散型操控体系的损害首要是通过直击雷和雷电电磁脉冲搅扰（也称雷电波）两种办法。

　　直击雷对涣散型操控体系的损害指的是：

　　1）雷电直接击中修建物或地上上，雷电流沿引下线、接地体活动进程中，在土壤中发作健旺的感应电磁场，通过感应耦合到DCS等电子设备内，损坏DCS等电子设备；

　　2）操控室修建物的防直击雷设备在接闪时，健旺的霎时刻雷电流转过引下线流入接地设备，会使有些的地电位起浮并发作跨步电压，假定防雷的接地设备是独立的，它和操控体系的接地体没有满意的绝缘间隔的话，则它们之间会发作放电，这种景象称为雷电反击，它会对操控室内的DCS体系发作搅扰乃至损坏。

　　雷电电磁脉冲搅扰指的是由健旺的雷闪电流发作的脉冲电磁场，它对DCS体系的搅扰有如下两种办法：

　　1）当操控室修建物的防直击雷设备接闪时，在引下线内会通过健旺的霎时刻雷电流，假定在引下线周围的必定间隔内设有联接DCS体系的电缆（包含电源、通讯以及I/O电缆），则引下线内的雷电流会对DCS的电缆发作电磁辐射，将雷电波引进DCS体系，搅扰或损坏DCS体系；

　　2）当操控室周围发作雷击放电时，会在各种金属管道、电缆线路上发作感应电压。假定这些管道和线路引进到操控室把过电压传到DCS体系上，就会对DCS体系发作搅扰或损坏。

　　此外，当空中带着许多电荷的雷云从操控室上空通过期，因为静电感应使地上某一方案带上异种电荷，当直击雷发作后，云层带电活络不见，而地上某些方案因为散流电阻大，致使呈现有些高电位，它会对周围的导线或金属物发作影响，这种静电感应电压也会对DCS体系发作搅扰或损坏。

　　依据咱们的查询，上述几种的雷电搅扰办法，最严峻的搅扰源是：

　　＊直击雷构成的地电位起浮而致使的雷电反击。

　　＊引下线中雷电流的电磁辐射将雷电波通过邻近的I/O电缆、通讯电缆以及电源电缆带入DCS体系。

　　4.涣散型操控体系及操控室防雷的首要办法

　　依据《修建物防雷方案规范》（GB50057－94，2000年版）的规矩，修建物应依据其首要性、运用性、发作雷电事端的或许性和效果，按防雷恳求分为榜首类防雷修建物、第二类防雷修建物和第三类防雷修建物。榜首类恳求最高，第二类次之。DCS操控室假定和出产设备在同一修建物内，其防直击雷设备应连同出产设备的特征概括断定和方案。假定DCS操控室是独立的修建物，应按该规范规矩的第三类防雷修建物的规范设防。

　　将操控室的墙和屋面内的钢筋、金属门窗等进行等电位联接，并与防直击雷的接地设备相联接，使操控室构成一个法拉第笼，能够削减受电磁脉冲的影响。飞翔器内的电子设备因为和飞翔器的金属外壳作了等电位联接，因此免受雷电的影响便是这个要素。可是操控室终究纷歧样于飞翔器，它有许多电缆和操控室的外部相联，因此也要对从室外进入操控室的各种电缆选用屏蔽办法，分外是在那些简略被雷电波侵入的本地。

　　这儿有必要对电缆的屏蔽疑问作一偏重和阐明。国家石油和化学工业局于2000年发布的《外表体系接本地案规矩》（HG/T 20513－2000）对屏蔽电缆的接地，准则上是规矩一端接地，另一端悬空。但单端接地只能防静电感应，不能防磁场强度改动所感应的电压，无助于阻遏雷电波的侵入。为了削减屏蔽芯线的感应电压，仅在屏蔽层一端做等电位联接的状况下，应选用有绝缘离隔的双层屏蔽，外层屏蔽应起码在两头作等电位联接。在这种状况下外屏蔽层与其它相同做了等电位联接的导体构成了环路，感应出一电流，因此发作减低源磁场强度的磁通，然后根柢上可抵消无外层屏蔽层时所感应的电压。为此，能够运用金属走线槽或穿金属管作为第二屏蔽层并用两头接地的办法来结束。从防雷的视点来看，走线槽应挑选金属质料，而不该选用环氧树脂。

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