0 引言
在炼油化工企业生产过程中使用了大量智能化、自动化仪器仪表，可以对生产工艺流程进行监控，提高生产效率。但这些仪表同样更容易受到电磁干扰的
影响，尤其是在雷电天气下很容易发生过电压故障，造成仪器仪表失灵无法发挥正常功能，影响到炼油化工企业的生产。因此需要构筑一套完善的防雷系统工程，应用防雷技术消除雷电危害，减少雷击对仪表设备造成的损坏。
1 自动化仪表系统防雷的必要性
自动化仪表设备由很多特殊的自动化元件组成，抗雷击和防静电能力很差，在雷雨天气雷击作用下很容易导致现场仪表设备发生不同程度损坏，严重影响
到化工企业正常生产工作，甚至引发火灾等重大安全事故，甚至对工作人员的生命安全造成威胁，因此必须对防雷措施具备足够的重视度[1]。
1.1 雷击的类型划分
雷击主要划分为直击雷、感应雷两类，从两者对仪器损坏程度来看：
1）直击雷是雷雨天气下空气中电荷以闪电形式直接击中构筑物，直击雷电流达到 10~80 kA，通过巨大的热电辐射和电磁机械效应对构筑物造成破坏的
过程。现场仪表设备及电缆线路遭受到直击雷破坏，几乎都会发生严重损坏。
2）感应雷是在雷电脉冲释放的瞬间产生出的电压大小相同的感应脉冲电压，造成靠近物体带点的现象就是感应雷的产生方式。感应电压会通过导体迅速
传输到仪表设备，造成仪表系统损坏，仪表设备遭受的大部分雷击损坏都是由于感应雷引起的。
1.2 雷击是造成自动化仪表设备损坏的关键因素
1）炼油化工企业土壤环境潮湿，地下引线腐蚀、锈蚀现象严重，地下引线接触电阻较大，在遭受到雷雨天气时，很容易发生雷击现象。同时炼油化工企业生产年限较长，避雷塔、避雷针年久失修，造成引下线锈蚀情况严重，加上土壤中赋存大量渗漏原油，土壤电阻率不断升高，进一步影响到雷电流放，当接地电阻大于 10 Ω 时，将超出相关标准要求，也更易引发雷击事件。
2）控制室测控线路外壳大都进行了接地并敷设金属线槽处理，可以起到有效防护效果。但从实际应用效果来看，金属线槽易脱落，无法形成电气通路，导致雷击发生时直接穿过外壳测控线路外壳屏蔽层，高压电触使线路电位积聚升高，损坏设备。同样操作室中大多数电缆屏蔽层未接地处理，也会在雷击作用下损坏仪表甚至整个操作系统，其中废弃或裸露在外的备用电缆线路，也是发生雷击事件的重要渠道。
2 预防雷电具体对策及防雷技术探析
2.1 雷电防护等级划分
自动化仪表系统的雷电防护等级可用雷电计算评估法进行分级，也可结合当地年雷暴日数进行分级，但由于年雷击次数和强度是概率的随机性，需要结合表 1 所示被保护系统的重要程度及综合评估法进行雷电防护等级划分，其中仪表设备所在地的年平均雷暴日需要结合当地气象部门资料统计而定。根据要求，**防护等级需要实行防雷工程，二级防护等级需要结合实际生产情况实行关键仪表的防雷工程。
2.2 化工装置仪表系统常见防雷技术
1）电涌保护器及接闪器设置。对防雷格栅进行周期性检查，同时针对浪涌保护气设备的使用情况进行分析，通过仪表设备与接地线之间并联电涌保护器
SPD，遭受雷击时电涌保护器电阻瞬间较低使电路接近短路，将雷击分流至大地进行设备保护。保障仪表设备使用稳定，并及时对保护器进行更新检测，尤其是雷雨季节加强设备检测出具检测报告，确保实际使用过程中设备发挥良好性能。同样接闪器设备包括避雷针、避雷网等结构，也是与引下线或接地体相连，在雷击作用下接闪器自身通过引下线等将雷击流向大地泄放，对一般设备进行保护。
2）仪表系统接地。做好仪表设备的接地工作，主要包括以下几方面内容：**，通过周期性设备检修维护工作，及时发现仪表设备运行过程中的潜在线路故障，出现衔接接触**问题及时处理；**，完善仪表设备的接地工作，对裸漏脱落金属线槽重新焊接修复或及时更换；第三，当涉及到自控系统中多设备点位接地处理时，尤其是仪表设备与 DCS 设备外壳之间应绝缘处理，避免与 DCS 设备之间形成电位差，影响设备正常运行；*后，要及时记录监控系统电流、电压强度，确保控制在合理范围之内，保障仪表设备平稳运行状态。
3）信号电缆及仪表设备屏蔽层。由于炼油化工企业仪表设备需要借助电缆、集成电路或一些半导体元器件，实现电信号传输工作，因此在分析防雷技术举措时，就需要考虑到电磁脉冲辐射造成的影响，完善仪表设备电磁屏蔽工作。主要有以下几点做法：**，通过构筑金属材质保护箱的方式，屏蔽外界电磁干扰，要求做好保护箱的接地工作；**，通过对悬挂式仪表设备进行接地处理方式，进行电磁信号屏蔽工作；第三，对电磁信号回路、电源回路进行屏蔽，通过将上述电缆、集成电路等的回路设计成金属的屏蔽层电缆线路，实现屏蔽效果，同时需要做好线路接地工作。
2.3 防雷措施应用实例某炼化企业因所处地势较高雷暴频次高，平均雷暴日达到 86.5 d/a 且强度大，仪表设备遭雷击异常故障情况经常出现，严重影响到仪表控制系统平稳运行。因此从主机、机柜**现场仪表全方面进行了系统防雷技术方案设计。
1）系统主机及机柜进行工作地和保护地引线划分，并分别连接至总地排。
2）现场仪表设备设置浪涌模块，分支电缆敷设内屏蔽层。
3）机柜进线处安设浪涌保护器组块，外部电缆线路经该组块保护后再进行转接。
通过上述系统化防雷工作，仪表设备投产一年以来，尚未出现雷击故障，系统运转状态平稳。
3 自动化仪表系统防雷指导建议
3.1 控制室施工方案设计要求仪表控制室按二类防雷建筑布置避雷网、引下线以及电气接地装置等，保证控制室综合接地电阻低于4 Ω，同时确保仪表设备可以就地连接至主接地系统，避免电位差及地电流干扰，一种网型结构接地排设计原理。
在对炼油化工企业仪表设备进行定期检测维护过程中，需要注意将多余引线及时拆除，避免因引线引流发生漏电事故。应用高质量引线并科学规范使用
引线，可有效避免发生漏电事故。及时检查废弃、备用电缆线路，尤其是对裸漏在外电缆线路及时拆除，避免电缆线路引入雷电对仪表设备造成损坏，对腐蚀锈蚀严重电缆盒盖进行及时更换处理，避免电缆线路受感应雷的影响。同时，对多点接地线路两接地点之间要求间隔小于 20 m。
3.2 自动化仪表设备安装
1）确保炼化装置仪表设备与主接地系统连接良好，可有效杜绝因雷击感应脉冲造成的地面设备与仪表间电位差，对仪表设备造成雷击损坏；
2）保证雷击流的迅速接地泄放，进行仪表布置安装时，尽量不要安装在顶部形成接闪体，接地线不易过长，尽量采用直线敷设形式，减少雷击流泄放路径。
