第4-2章案例和风险评估PPT文档格式.ppt

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空旷、潮湿、有高压输电空旷、潮湿、有高压输电线，是明显的引雷点。

线，是明显的引雷点。

该装置的该装置的DCSDCS在厂长办公室在厂长办公室内设立了一个监控站，从控制室内设立了一个监控站，从控制室到厂长办公室的通信电缆，在室到厂长办公室的通信电缆，在室外大概有外大概有66米一段长度是和建筑米一段长度是和建筑物的避雷带（相距仅物的避雷带（相距仅100mm100mm）平）平行敷设的行敷设的。

事故情况事故情况：

由于避雷带中的雷电流通过由于避雷带中的雷电流通过电磁感应电磁感应，将高电位沿着通信电，将高电位沿着通信电缆引入系统，将两端的网卡击缆引入系统，将两端的网卡击穿穿。

避雷带避雷带通信电缆通信电缆5解决方法：

解决方法：

方案一：

拉开距离拉开距离。

将通信电缆重新敷设，保持和避雷带、引。

将通信电缆重新敷设，保持和避雷带、引下线起码要相隔下线起码要相隔22米米以上的距离。

同时还应在金属走线槽的两端接以上的距离。

同时还应在金属走线槽的两端接地，槽与槽之间保持良好的电气连接。

地，槽与槽之间保持良好的电气连接。

方案二：

改用方案二：

改用光纤通信光纤通信。

这当然是解决问题的一种方案，但在。

这当然是解决问题的一种方案，但在敷设光缆时同样也要注意光缆金属部分的防雷。

敷设光缆时同样也要注意光缆金属部分的防雷。

一点思考：

该装置的所有该装置的所有I/OI/O信号电缆全部在信号电缆全部在0.80.8米以下并用金属走线槽或米以下并用金属走线槽或穿金属管穿金属管埋地敷设埋地敷设，所以任凭雷击，所有的，所以任凭雷击，所有的I/OI/O卡都安然无恙。

卡都安然无恙。

这就引起我们的思考这就引起我们的思考-关于信号传输线的关于信号传输线的双层屏蔽双层屏蔽为什为什么能起到防雷的作用。

么能起到防雷的作用。

61.21.2某公司离子膜装置和硫酸装置的雷击事故分析某公司离子膜装置和硫酸装置的雷击事故分析控制室控制室硫酸装置硫酸装置离子膜装置离子膜装置全部电缆穿管埋地全部电缆穿管埋地全部电缆用玻全部电缆用玻璃钢桥架敷设璃钢桥架敷设7雷击时间：

雷击时间：

20062006年夏年夏雷击结果：

硫酸装置雷击结果：

硫酸装置的控制系统和现场仪表无损坏；

的控制系统和现场仪表无损坏；

离子膜装置离子膜装置损损坏了许多输入坏了许多输入/输出卡。

输出卡。

整改措施整改措施：

将：

将离子膜装置离子膜装置的玻璃钢走线槽用不锈钢薄钢板包裹并隔的玻璃钢走线槽用不锈钢薄钢板包裹并隔一定距离接地。

一定距离接地。

8不锈钢板包不锈钢板包裹走线槽裹走线槽接地干线接地干线91.31.3某某化工公司邻硝装置案例分析化工公司邻硝装置案例分析雷害时间雷害时间:

20042004年年33月月1717日日.事故情况事故情况:

遭受雷击，现场的多遭受雷击，现场的多台变送器（包括德国的台变送器（包括德国的E+HE+H液位液位变送器）和对应的变送器）和对应的AIAI卡同时被雷卡同时被雷击坏。

击坏。

变送器变送器安装支架安装支架自然接地自然接地10事故原因：

事故原因：

由于控制系统采用单独接地，即便变送器的电子线路在现场侧没由于控制系统采用单独接地，即便变送器的电子线路在现场侧没有工作接地，而且它和变送器的外壳隔有一定间隙（或串接一个反向有工作接地，而且它和变送器的外壳隔有一定间隙（或串接一个反向二极管），但变送器的外壳和金属安装支架（或与金属设备相连）形二极管），但变送器的外壳和金属安装支架（或与金属设备相连）形成了成了自然接地自然接地。

当变送器附近的设备或建筑物遭雷击时，由于地电位。

当变送器附近的设备或建筑物遭雷击时，由于地电位的浮动，可以使变送器和控制系统两处的的浮动，可以使变送器和控制系统两处的地电位差达几万、几十万地电位差达几万、几十万伏伏，故通过信号电缆足以将变送器和控制系统的，故通过信号电缆足以将变送器和控制系统的AIAI卡同时击穿，或击卡同时击穿，或击穿其中之一（具体要视设备和导线的分压比）。

穿其中之一（具体要视设备和导线的分压比）。

将变送器外壳和控制系统将变送器外壳和控制系统通过共用接地网实现等电位接地通过共用接地网实现等电位接地。

11雷电反击原理图雷电反击原理图变送器变送器DCS150米米几万、几十万伏地电位差几万、几十万伏地电位差地电位分布曲线地电位分布曲线引下线引下线121.41.4在荷兰发生的惊人在荷兰发生的惊人19751975年案例年案例13雷击法拉第笼造成对雷击法拉第笼造成对法拉第孔法拉第孔内导线的闪络内导线的闪络电缆电缆RL=1法拉第孔法拉第孔100kA100kV法拉第笼法拉第笼141.51.5某石蜡加氢装置案例分析某石蜡加氢装置案例分析雷害时间：

雷害时间：

20042004年年77月月88日下午日下午44点。

点。

事故情况：

遭受雷击。

使操作站遭受雷击。

使操作站的工控机的主板被雷击坏。

的工控机的主板被雷击坏。

因为工控机所在机柜位于因为工控机所在机柜位于离大窗户和门口不到离大窗户和门口不到0.80.8米，米，承受着和室外一样的电磁场强承受着和室外一样的电磁场强度。

而工控机的外壳没有屏蔽度。

而工控机的外壳没有屏蔽接地，遭雷击时，机柜门又半接地，遭雷击时，机柜门又半虚掩。

虚掩。

首先是工控机的外壳屏蔽首先是工控机的外壳屏蔽接地。

其次，将控制室建筑物接地。

其次，将控制室建筑物内的钢筋、金属门窗等连接起内的钢筋、金属门窗等连接起来，进行格栅屏蔽。

来，进行格栅屏蔽。

15一点思考一点思考：

该石油化工企业和：

该石油化工企业和石蜡加氢装置石蜡加氢装置相距不到相距不到3030米的米的催化裂化装置催化裂化装置的的DCSDCS控制室，也为单层的独立建筑物，由于设置了防控制室，也为单层的独立建筑物，由于设置了防直击雷装置（避雷带），却安然无恙。

可见防直击雷装置对雷击电直击雷装置（避雷带），却安然无恙。

可见防直击雷装置对雷击电磁脉冲（磁脉冲（LEMPLEMP）有一定的衰减作用。

所以，如控制系统所在的控制）有一定的衰减作用。

所以，如控制系统所在的控制室是独立建筑物，其周围有高大建筑，如用滚球法确定高大建筑接室是独立建筑物，其周围有高大建筑，如用滚球法确定高大建筑接闪器的保护范围，控制室所在的独立建筑物在该保护范围内时，虽闪器的保护范围，控制室所在的独立建筑物在该保护范围内时，虽然控制室所在的独立建筑物可以不设防直击雷装置，但考虑到然控制室所在的独立建筑物可以不设防直击雷装置，但考虑到防直防直击雷装置对雷击电磁脉冲（击雷装置对雷击电磁脉冲（LEMPLEMP）有一定的衰减作用）有一定的衰减作用，所以该建筑，所以该建筑物还是宜按物还是宜按GB50057GB50057建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范中规定的第三类防雷中规定的第三类防雷建筑物采取防直击雷措施。

建筑物采取防直击雷措施。

161.61.6某石化公司沥青装置的案例分析某石化公司沥青装置的案例分析雷害时间雷害时间：

20032003年年77月月2121日。

日。

17某石化总厂沥青装置的控制室平面某石化总厂沥青装置的控制室平面18问题问题11：

在雷电的当即，为什么在雷电的当即，为什么CRTCRT显示器会发生显示器会发生黑屏黑屏？

22秒钟后为什秒钟后为什么又自动恢复？

么又自动恢复？

据现场调查，在遭雷击时，控制室内的据现场调查，在遭雷击时，控制室内的UPSUPS没有发生停电事没有发生停电事故，控制器和操作站的电源开关也没有断开过。

显示器黑屏故，控制器和操作站的电源开关也没有断开过。

显示器黑屏22秒钟后秒钟后又恢复到黑屏前的显示画面，这说明操作站的主机在黑屏后也没有又恢复到黑屏前的显示画面，这说明操作站的主机在黑屏后也没有重新启动过（即一直处于通电状态）。

重新启动过（即一直处于通电状态）。

因此遭成显示器黑屏的原因只能是因此遭成显示器黑屏的原因只能是强大的雷电电磁脉冲对阴极强大的雷电电磁脉冲对阴极射线管（射线管（CRTCRT）内的电子束产生的干扰所至）内的电子束产生的干扰所至。

因为距控制室南墙大。

因为距控制室南墙大窗户只有窗户只有33米左右的操作站，承受着和室外一样的电磁场强度。

米左右的操作站，承受着和室外一样的电磁场强度。

这种干扰产生的后果是使显示器这种干扰产生的后果是使显示器失效失效，而不是破坏。

即显示器，而不是破坏。

即显示器在雷电电磁脉冲的作用下，失去正常功能，过在雷电电磁脉冲的作用下，失去正常功能，过22秒钟干扰消失后又恢秒钟干扰消失后又恢复正常。

复正常。

19问题问题22：

为什么连接在为什么连接在I/OI/O信号卡前面的信号卡前面的LB900LB900型型齐纳安全栅齐纳安全栅却安然却安然无恙，而无恙，而I/OI/O卡卡却坏了？

却坏了？

由齐纳安全栅原理图可知，无论是由非本安端或现场端，当电由齐纳安全栅原理图可知，无论是由非本安端或现场端，当电压超过一定值时，要过压超过一定值时，要过毫秒级毫秒级的时间（制造商提供的数据）后方使的时间（制造商提供的数据）后方使齐纳二极管齐纳二极管VD1VD1、VD2VD2反向击穿并产生反向击穿并产生雪崩雪崩，从而将能量释放到地，从而将能量释放到地里去。

而雷电脉冲的时间是里去。

而雷电脉冲的时间是ss级的，级的，远小于雪崩时间和快速熔断器远小于雪崩时间和快速熔断器FA1FA1的熔断时间。

的熔断时间。

再则，如果雷电波在金属导线内的的传输速度为每秒再则，如果雷电波在金属导线内的的传输速度为每秒1515万公万公里，假定安全栅位于里，假定安全栅位于DCSDCS前面前面33米米，则，则从安全栅到从安全栅到DCSDCS的传输时间为的传输时间为20ns20ns。

如果一旦有雷电波从现场经过安全栅，还未等齐纳二极管产。

如果一旦有雷电波从现场经过安全栅，还未等齐纳二极管产生雪崩，雷电波已进入生雪崩，雷电波已进入DCSDCS系统，将系统，将DCSDCS损坏，把进入的雷电能量释损坏，把进入的雷电能量释放掉的同时从而也保护了安全栅。

所以为什么雷击时，放掉的同时从而也保护了安全栅。

所以为什么雷击时，I/OI/O卡损坏卡损坏了，连接在了，连接在I/OI/O信号卡前面的齐纳安全栅却安然无恙。

信号卡前面的齐纳安全栅却安然无恙。

20齐纳安全栅原理图齐纳安全栅原理图211.71.7某某石化公司苯酚装置的案例分析石化公司苯酚装置的案例分析雷害时间：

20042004年年77月月1010日下午日下午44点。

DCSDCS机型：

机型：

美国美国MOOREMOORE公司的公司的APACSAPACS型。

型。

事故现象：

遭雷击时控制器内的遭雷击时控制器内的EPROMEPROM里的程里的程序丢失。

序丢失。

原因分析：

因为控制室、控制器和所在机因为控制室、控制器和