摘要：天然氣能源已經(jīng)成為推動(dòng)我國社會(huì)發(fā)展的主要能源類型之一，為我國社會(huì)生產(chǎn)做出了不小的貢獻(xiàn)。在天然氣集輸站場(chǎng)運(yùn)行的過程中，智能化程度較高的儀表經(jīng)常會(huì)因?yàn)槭艿嚼讚粢蛩氐挠绊懺斐蓳p害，從而影響輸氣生產(chǎn)設(shè)備的正常使用。為了保證天然氣能源使用過程的安全性，就必須解決雷擊對(duì)儀表系統(tǒng)的影響和損害，并提出相應(yīng)的防雷擊措施，增強(qiáng)天然氣儀表系統(tǒng)的安全性。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)計(jì)量；流量管理器；雷擊；儀表系統(tǒng)；天然氣集輸站場(chǎng)

天然氣能源最早是被應(yīng)用于個(gè)體用戶的，隨著對(duì)天然氣能源的持續(xù)開發(fā)和大量引用，現(xiàn)在天然氣能源已經(jīng)進(jìn)軍我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，對(duì)我國社會(huì)生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用。在工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展前景下，天然氣應(yīng)用過程中面臨的最大挑戰(zhàn)就是智能化的天然氣儀表系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)承受較大的使用壓力，其中包括儀表系統(tǒng)絕緣強(qiáng)度較低，承受電壓較大，無法抵御雷擊等問題。部分天然氣儀表系統(tǒng)的附近區(qū)域發(fā)生雷擊之后，雷電經(jīng)過電壓的傳輸和脈沖電磁場(chǎng)的過濾環(huán)節(jié)之后，也會(huì)通過電流影響儀表系統(tǒng)的正常工作。雷擊給天然氣自動(dòng)化儀表系統(tǒng)帶來的影響有很多，雷擊不僅會(huì)對(duì)天然氣自動(dòng)化儀表系統(tǒng)造成損壞，也會(huì)對(duì)工作人員的人身安全造成威脅。

1天然氣流量自動(dòng)計(jì)量現(xiàn)狀

天然氣流量自動(dòng)計(jì)量是通過對(duì)天然氣的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和分析后最終算出的體積流量。所以天然氣流量自動(dòng)計(jì)量的特點(diǎn)使精準(zhǔn)程度高，穩(wěn)定性強(qiáng)。在實(shí)際使用過程中，天然氣流量自動(dòng)計(jì)算模式有多種類型，智能儀表盤的類型也有很多，例如多參數(shù)儀表，單參數(shù)儀表，溫度傳感器等。上述幾種類型都是在實(shí)際應(yīng)用中常見的幾種儀表類型，屬于集成度極高的流量計(jì)量儀表系統(tǒng)，為天然氣流量自動(dòng)計(jì)量工作帶來了不少便利。

2雷擊對(duì)智能儀表系統(tǒng)的危害形式

2.1直接雷擊

直接雷擊是智能儀表系統(tǒng)損壞的常見形式。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)被雷電直接擊中之后，儀表系統(tǒng)內(nèi)部的傳感器設(shè)備會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的損壞。當(dāng)雷電沒有直接計(jì)入儀表系統(tǒng)，而是集中到與儀表系統(tǒng)相連接的管道設(shè)備時(shí)，也屬于直接雷擊。雷電對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)的損壞會(huì)直接作用于內(nèi)部電子線路電子設(shè)備上。所以當(dāng)雷電直接擊中現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備之后，經(jīng)常會(huì)造成儀表設(shè)備的直接癱瘓。而雷電流在擊中儀表設(shè)備之后，會(huì)通過儀表支架流入大地，在儀表附近形成一個(gè)極其強(qiáng)大的感應(yīng)磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)會(huì)進(jìn)而影響附近其它的電子設(shè)備。直接雷擊必然會(huì)造成信號(hào)傳輸回路的癱瘓，不僅會(huì)損壞儀表設(shè)備，還會(huì)對(duì)室內(nèi)的電子設(shè)備造成損壞。

2.2感應(yīng)雷擊

2.2.1靜電感應(yīng)并不是所有儀表系統(tǒng)的損壞都是由雷電直接擊中造成的，當(dāng)雷電沒有直接集中現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)的任何設(shè)備時(shí)，同樣會(huì)對(duì)雷電系統(tǒng)造成一定程度的損傷。雷電是由雷云聚積形成的，在雷云聚集過程中所形成的磁場(chǎng)會(huì)引導(dǎo)地面物體，尤其是材質(zhì)屬于導(dǎo)體的物體聚集大量的電荷，當(dāng)電荷聚集到一定程度之后，就會(huì)產(chǎn)生放電行為。電流會(huì)通過地底的信號(hào)傳輸線路進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)，從而影響現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和電子設(shè)備的正常工作，偶爾會(huì)出現(xiàn)的嚴(yán)重后果是造成儀表系統(tǒng)和用電設(shè)備的損壞，其實(shí)這也說明了感應(yīng)雷擊對(duì)儀表系統(tǒng)和電子設(shè)備的損壞程度并不是很高，至少相較于直接雷擊行為造成的后果還是屬于輕后果范疇之內(nèi)的。但是靜電感應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和用電設(shè)備正常工作還是會(huì)起到一定程度的影響，沒有釀成較大后果的原因主要在于，放電電流若是想要對(duì)儀表系統(tǒng)和用電設(shè)備造成直接損壞，則需要一定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)額的電量。而放電電流若是想要聚集足以損壞現(xiàn)場(chǎng)儀表和用電設(shè)備的電量，需要一定的時(shí)間，一般情況下在這段時(shí)間之內(nèi)操作人員已經(jīng)采取了相應(yīng)的解決措施，將可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的后果扼殺在搖籃里。2.2.2電磁脈沖輻射電子脈沖輻射也是造成天然氣現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)損傷的主要因素，是指通過雷擊電流在空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)不斷的向外輻射電磁波，輻射范圍較廣，會(huì)直接影響輻射范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)、儀表系統(tǒng)等各種電子設(shè)備。尤其是材質(zhì)屬于金屬導(dǎo)體的電子設(shè)備，受電磁波的影響最大。電磁脈沖輻射對(duì)電子設(shè)備的損害原理是當(dāng)電磁波輻射在各類金屬導(dǎo)體上之后，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或者感生電流。屬于金屬導(dǎo)體的電子設(shè)備承受不了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感生電流的沖擊，從而造成電子設(shè)備的故障和損壞。最嚴(yán)重的后果是由于導(dǎo)致某一金屬導(dǎo)體的工作失靈，從而影響整個(gè)儀表系統(tǒng)的工作失效。

3天然氣自動(dòng)化儀表系統(tǒng)防雷的主要措施

3.1接閃

實(shí)際上，雷擊損害屬于自然災(zāi)害，同時(shí)也屬于外來因素對(duì)儀表系統(tǒng)的侵入損害。所以，解決這種侵入損害的有效治理措施就是通過外接、導(dǎo)流等措施的綜合應(yīng)用，才能真正做到對(duì)儀表系統(tǒng)的防護(hù)。接閃是防雷的主要措施之一，這種措施是通過儀表系統(tǒng)所屬的建筑物防雷裝置來實(shí)現(xiàn)的。在保護(hù)儀表系統(tǒng)的同時(shí)，也保護(hù)了周圍的油罐等高危設(shè)施。所以，在前期設(shè)計(jì)的過程中也會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和周圍的高危設(shè)施進(jìn)行融合接洽設(shè)計(jì)，從而起到現(xiàn)場(chǎng)整體防護(hù)的效果。

3.2均壓

對(duì)雷擊損害自動(dòng)化儀表系統(tǒng)過程進(jìn)行分析之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)雷電擊中儀表系統(tǒng)后，雷擊電流所經(jīng)過的路徑的電位會(huì)瞬間升高。當(dāng)雷擊電流經(jīng)過路徑的電位升高之后，就會(huì)與正常構(gòu)件的電位形成電流差。這種瞬時(shí)的電流差通常會(huì)超過二者之間的絕緣耐受強(qiáng)度，從而產(chǎn)生的電能會(huì)對(duì)儀表系統(tǒng)直接造成損壞。這就是雷擊對(duì)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)造成損壞的整個(gè)過程。罪魁禍?zhǔn)拙褪钱?dāng)雷擊中儀表系統(tǒng)之后產(chǎn)生的瞬時(shí)的高電流。針對(duì)這一特性可以發(fā)現(xiàn)，如果能夠成功地將這種由雷擊產(chǎn)生的瞬時(shí)高電流疏導(dǎo)至自動(dòng)儀表系統(tǒng)外，或者同時(shí)分?jǐn)偨o幾個(gè)儀表構(gòu)件，來達(dá)到與正常路徑的電流差不超過正常值的效果。這樣就可以有效地保護(hù)儀表系統(tǒng)的正常運(yùn)行。均壓，就是根據(jù)這種解決原理而形成的解決方案，通常在雷電天氣來臨之前，會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)中所有的屬于金屬導(dǎo)體材質(zhì)的構(gòu)件全部連接在一起，包括室外自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的金屬構(gòu)件和室內(nèi)控制設(shè)備的金屬構(gòu)件。形成一個(gè)通暢的整體電路，然后在室外增加一個(gè)與儀表控制室相連的防雷接地系統(tǒng)。當(dāng)雷電天氣來臨之后，自動(dòng)化儀表系統(tǒng)遭受雷擊產(chǎn)生的大量電流會(huì)均攤給相互連接的金屬設(shè)備，這是每一個(gè)金屬設(shè)備所負(fù)荷的電流是相同的，且與正常的電流值之間的電流差是絕緣耐受強(qiáng)度之內(nèi)的數(shù)值。這些電流會(huì)通過防雷接地系統(tǒng)慢慢的導(dǎo)出，直至不再影響自動(dòng)化儀表系統(tǒng)。在這整個(gè)過程中，自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的正常工作是不會(huì)受到影響的，這種完善等位電位連接已經(jīng)成為天然氣集輸站場(chǎng)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)防雷擊的主要措施。

4結(jié)語

天然氣能源給我國社會(huì)發(fā)展提供了新的路徑，也影響了我國社會(huì)資源的生產(chǎn)方式。在天然氣的使用過程中，一定要注意各種各樣的能夠?qū)μ烊粴鈨x表系統(tǒng)造成威脅的因素。雷擊因素已經(jīng)成為影響天然氣正常工作的主要因素之一。除了上述的幾種解決措施之外，在實(shí)際生產(chǎn)過程中還可通過加裝避雷針、增加儀表間的接地裝置等方式最大程度的避免雷擊天氣對(duì)天然氣自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的損害，保證天然氣儀表系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證工作人員的人身安全。

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作者：陳奔泉 譚洪偉 單位：中石油管道有限責(zé)任公司西氣東輸分公司廣東管理處