1、抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,1,DCS遭雷擊的案例分析和雷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,徐義亨 浙江中控技術(shù)股份有限公司,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,2,本部分的主要內(nèi)容,1 DCS遭雷擊的典型案例； 2 DCS雷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估； 3 從“亡羊補(bǔ)牢”到“防患于未然”。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,3,前言,我公司在近四年來對(duì)遭雷害的DCS進(jìn)行案例分析和風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估，使我們逐漸清楚： 1）雷電是通過什么耦合途徑給DCS帶來危害的； 2）如何進(jìn)行控制系統(tǒng)雷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估； 3）自動(dòng)化的工程環(huán)境對(duì)DCS防雷有著舉足輕重的影響； 4）應(yīng)提高DCS本身的電磁兼容性（EMC

2、）。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,4,1 DCS遭雷擊的典型案例,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,5,1.1 某污水處理裝置雷擊案例,雷害時(shí)間：2002年6月28日. 現(xiàn)場(chǎng)情況： 空曠、潮濕、有高壓輸電 線，是明顯的引雷點(diǎn)。 該裝置的DCS在廠長(zhǎng)辦公室 內(nèi)設(shè)立了一個(gè)監(jiān)控站，從控制室 到廠長(zhǎng)辦公室的通信電纜，在室 外大概有6米一段長(zhǎng)度是和建筑 物的避雷帶（相距僅100mm）平 行敷設(shè)的 。 事故情況： 由于避雷帶中的雷電流通過 電磁感應(yīng)，將高電位沿著通信電 纜引入系統(tǒng)，將兩端的網(wǎng)卡擊 穿。,避雷帶,通信電纜,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,6,解決方

3、法： 方案一：拉開距離。將通信電纜重新敷設(shè)，保持和避雷帶、引 下線起碼要相隔2米以上的距離。同時(shí)還應(yīng)在金屬走線槽的兩端接 地，槽與槽之間保持良好的電氣連接。 方案二：改用光纖通信。這當(dāng)然是解決問題的一種方案，但在 敷設(shè)光纜時(shí)同樣也要注意光纜金屬部分的防雷。 一點(diǎn)思考： 該裝置的所有I/O信號(hào)電纜全部在0.8米以下并用金屬走線槽或 穿金屬管埋地敷設(shè)，所以任憑雷擊，所有的I/O卡都安然無恙。 這就引起我們的思考-關(guān)于信號(hào)傳輸線的雙層屏蔽為什么能 起到防雷的作用。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,7,1.2 某化工公司鄰硝裝置案例分析,雷害時(shí)間:2004年3月17日. 事故情況:遭受雷

4、擊，現(xiàn)場(chǎng)的多 臺(tái)變送器（包括德國(guó)的E+H液位 變送器）和對(duì)應(yīng)的AI卡同時(shí)被雷 擊壞。,變送器,安裝支架 自然接地,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,8,事故原因： 由于控制系統(tǒng)采用單獨(dú)接地，即便變送器的電子線路在現(xiàn)場(chǎng)側(cè)沒 有工作接地，而且它和變送器的外殼隔有一定間隙（或串接一個(gè)反向 二極管），但變送器的外殼和金屬安裝支架（或與金屬設(shè)備相連）形 成了自然接地。當(dāng)變送器附近的設(shè)備或建筑物遭雷擊時(shí)，由于地電位 的浮動(dòng)，可以使變送器和控制系統(tǒng)兩處的地電位差達(dá)幾萬、幾十萬 伏，故通過信號(hào)電纜足以將變送器和控制系統(tǒng)的AI卡同時(shí)擊穿，或擊 穿其中之一（具體要視設(shè)備和導(dǎo)線的分壓比）。 解決方法：

5、將變送器外殼和控制系統(tǒng)通過共用接地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)等電位接地。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,9,雷電反擊原理圖,變送器,DCS,150米,幾萬、幾十萬伏地電位差,地電位分布曲線,引下線,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,10,1.3 某石蠟加氫裝置案例分析,雷害時(shí)間：2004年7月8日下午4 點(diǎn)。 事故情況：遭受雷擊。使操作站 的工控機(jī)的主板被雷擊壞。,事故原因： 因?yàn)楣た貦C(jī)所在機(jī)柜位于離大窗戶和門口不到0.8米，承受著和室外一樣的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。而工控機(jī)的外殼沒有屏蔽接地，遭雷擊時(shí)，機(jī)柜門又半虛掩。 解決方法： 首先是工控機(jī)的外殼屏蔽接地。其次，將控制室建筑物內(nèi)的鋼筋、金屬門

6、窗等連接起來，進(jìn)行格柵屏蔽。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,11,一點(diǎn)思考：該石油化工企業(yè)和石蠟加氫裝置相距不到30米的 催化裂化裝置的DCS控制室，也為單層的獨(dú)立建筑物，由于設(shè)置了防 直擊雷裝置（避雷帶），卻安然無恙。可見防直擊雷裝置對(duì)雷擊電 磁脈沖（LEMP）有一定的衰減作用。所以，如控制系統(tǒng)所在的控制 室是獨(dú)立建筑物，其周圍有高大建筑，如用滾球法確定高大建筑接 閃器的保護(hù)范圍，控制室所在的獨(dú)立建筑物在該保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，雖 然控制室所在的獨(dú)立建筑物可以不設(shè)防直擊雷裝置，但考慮到防直 擊雷裝置對(duì)雷擊電磁脈沖（LEMP）有一定的衰減作用，所以該建筑 物還是宜按GB 50057 建

7、筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的第三類防雷 建筑物采取防直擊雷措施。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,12,1.4 某石化公司瀝青裝置的案例分析,雷害時(shí)間：2003年7月21日。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,13,某石化總廠瀝青裝置的控制室平面,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,14,問題1：在雷電的當(dāng)即，為什么顯示器會(huì)發(fā)生黑屏？2秒鐘后為什么又自動(dòng)恢復(fù)？ 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在遭雷擊時(shí)，控制室內(nèi)的UPS沒有發(fā)生停電事 故，控制器和操作站的電源開關(guān)也沒有斷開過。顯示器黑屏2秒鐘后 又恢復(fù)到黑屏前的顯示畫面，這說明操作站的主機(jī)在黑屏后也沒有 重新啟動(dòng)過（即一直處于通電

8、狀態(tài)）。 因此遭成顯示器黑屏的原因只能是強(qiáng)大的雷電電磁脈沖對(duì)陰極 射線管（CRT）內(nèi)的電子束產(chǎn)生的干擾所至。因?yàn)榫嗫刂剖夷蠅Υ?窗戶只有3米左右的操作站，承受著和室外一樣的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。 這種干擾產(chǎn)生的后果是使顯示器失效，而不是破壞。即顯示器 在雷電電磁脈沖的作用下，失去正常功能，過2秒鐘干擾消失后又恢 復(fù)正常。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,15,問題2：為什么連接在I/O信號(hào)卡前面的LB900 型齊納安全柵卻安然 無恙，而I/O卡卻壞了？ 由齊納安全柵原理圖可知，無論是由非本安端或現(xiàn)場(chǎng)端，當(dāng)電 壓超過一定值時(shí)，要過毫秒級(jí)的時(shí)間（制造商提供的數(shù)據(jù)）后方使 齊納二極管VD1、VD

9、2反向擊穿并產(chǎn)生雪崩，從而將能量釋放到地 里去。而雷電脈沖的時(shí)間是s級(jí)的，遠(yuǎn)小于雪崩時(shí)間和快速熔斷器 FA1的熔斷時(shí)間。 再則，如果雷電波在金屬導(dǎo)線內(nèi)的的傳輸速度為每秒15萬公 里，假定安全柵位于DCS前面3米，則從安全柵到DCS的傳輸時(shí)間為 20ns。如果一旦有雷電波從現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過安全柵，還未等齊納二極管產(chǎn) 生雪崩，雷電波已進(jìn)入DCS系統(tǒng)，將DCS損壞，把進(jìn)入的雷電能量釋 放掉的同時(shí)從而也保護(hù)了安全柵。所以為什么雷擊時(shí)，I/O卡損壞 了，連接在I/O信號(hào)卡前面的齊納安全柵卻安然無恙。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,16,齊納安全柵原理圖,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)

10、估,17,1.5 某石化公司苯酚裝置的案例分析,雷害時(shí)間：2004年7月10日下午4點(diǎn)。 DCS機(jī)型：美國(guó)MOORE公司的APACS型。 事故現(xiàn)象： 遭雷擊時(shí)控制器內(nèi)的EPROM里的程序丟失。 原因分析： 因?yàn)榭刂剖摇⒖刂破骱退跈C(jī)柜都沒有屏蔽接地，位于離大窗戶（塑鋼）不到1.8米，承受著和室外一樣的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。遭雷擊時(shí)，使128K的EPROM內(nèi)的程序丟失。重新下裝后正常。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,18,1.6 某燃?xì)夤净炫湔景咐治?雷擊時(shí)間：2003年8月10日。 事故情況：遭受雷擊的在線控制系統(tǒng)中包括一臺(tái)控制混合氣含氧量 的控制單元。該氧氣分析裝置是美國(guó)TELED

11、YNE分析儀表公司的327RA 型產(chǎn)品，其中包括一臺(tái)基于袖珍型燃料電池的分析單元（美國(guó)專利 U.S. PAT.#3，429，796）和一臺(tái)控制單元。由于它對(duì)整個(gè)混配過程 的操作具有舉足輕重的作用，以至雷擊后整個(gè)裝置不得不停產(chǎn)，嚴(yán) 重地影響城市的供氣。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,19,電子線路分析：我們查閱了控制單元信號(hào)輸入部分的電子線路 （見圖），并根據(jù)替換下來的損壞件是圖2中的A2（OP07）運(yùn)算放大 器，就可以說明，雷電波（高電位）是通過外部連接電纜從TS6的2- 3端，經(jīng)過A1（OP07）運(yùn)算放大器量程選擇開關(guān)的反饋通路直接進(jìn)入 A2（OP07）運(yùn)算放大器，然后將其擊

12、穿。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,20,含氧控制單元信號(hào)輸入的電子線路圖（局部）,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,21,現(xiàn)場(chǎng)情況分析：該含氧分析儀從安裝在現(xiàn)場(chǎng)的分析單元到控制 室內(nèi)的控制單元，總共有7根信號(hào)線相連，中間相距約150米，采用 的是單層的屏蔽電纜（控制室一端接地）。電纜沿深度為700mm、寬 約800 mm的水泥地溝內(nèi)敷設(shè)，溝內(nèi)的電纜沒有再用金屬管和金屬走 線槽保護(hù)，即連接電纜沒有采取雙層屏蔽和兩端接地的措施。所經(jīng) 之地又有4、5處和建筑物避雷帶引下線的接地點(diǎn)相距很近。雷擊 時(shí)，通過電磁感應(yīng)將雷電波（即高電位）帶入控制單元，將其損壞。 解決方法：采用

13、雙層屏蔽電纜敷設(shè)。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,22,某燃?xì)夤净炫湔镜碾娎|溝,電纜溝,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,23,2 DCS雷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,24,概述,風(fēng)險(xiǎn)一般定義為遭受災(zāi)害和損失的可能性，或者具有不確定性的 可能損失。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是人們處理風(fēng)險(xiǎn)的一種常用措施。 要對(duì)DCS進(jìn)行雷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，首先要有一個(gè)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)查 閱，目前涉及雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)有： 氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范QX3-2000； 國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn):通信局站雷電損壞危險(xiǎn)的評(píng)估ITU-TK.39； IEC標(biāo)準(zhǔn):雷電災(zāi)荒

14、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估IEC 62305； 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB 50343-2004。 我們以2004年發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī) 范GB 50343-2004”作為評(píng)估的參考標(biāo)準(zhǔn)（適當(dāng)介紹IEC 62305）， 并增加我們認(rèn)為有必要闡述的存在隱患和改進(jìn)措施。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,25,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)包括風(fēng)險(xiǎn)的來源評(píng)估以及風(fēng)險(xiǎn)的損失評(píng)估，本文 僅討論風(fēng)險(xiǎn)的來源評(píng)估。其評(píng)估的基本內(nèi)容包括： 1）工程環(huán)境的描述； 2）依據(jù)本地區(qū)的平均雷暴日和控制室所在建筑物的長(zhǎng)、寬、高 計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)； 3）依據(jù)電源電纜和I/O電纜等效受雷面積計(jì)算進(jìn)控制室線

15、纜年 預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)； 4）按防雷裝置的攔截效率確定DCS的雷電防護(hù)等級(jí)； 5）存在的雷害隱患和改進(jìn)措施。 現(xiàn)以某石化公司加氫裂化裝置的DCS為例介紹DCS雷害的風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)估。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,26,2.1 工程環(huán)境的描述,該裝置采用的DCS系統(tǒng)為美國(guó)Foxboro公司的I/A系列。 控制室、機(jī)柜室和電氣設(shè)備間（包括變壓器和位于三樓的配電 間等）為一座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的獨(dú)立建筑物（長(zhǎng)48米，寬15米，高 20米），位于工藝裝置的北側(cè)，相距約30米。 機(jī)柜室的所在建筑物的四邊墻內(nèi)都稱有1.5mm厚的鋼板并屏蔽接 地。控制室所在建筑物的頂部采用避雷網(wǎng)，利用建筑物墻柱內(nèi)的結(jié)

16、構(gòu)鋼筋作引下線并獨(dú)立接地。 DCS系統(tǒng)采用單獨(dú)接地，但其接地體和建筑物防直擊雷的接地體 相距僅12米，小于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20米距離。從機(jī)柜室通往現(xiàn)場(chǎng)的 電纜絕大部分采用環(huán)氧樹酯走線槽架空敷設(shè)。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,27,2.2 控制室所在建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù),依據(jù)本地區(qū)的平均雷暴日和控制室所在建筑物的長(zhǎng)、寬、高計(jì)算建 筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù) 已知條件： （1）上海地區(qū)實(shí)際的年平均雷暴日Td=49.9d/a（GB為28.4d/a）； （2）控制室所在建筑物的長(zhǎng)L=48m、寬W=15m、高H=20m。 計(jì)算： （1）雷擊大地的年平均密度 即按地區(qū)的年平均雷暴日Td換算成每年每

17、平方公里遭受雷擊的次 數(shù)。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,28,注：最新的IEC 62305的計(jì)算公式為： Ng=0.1 Td 若按此式計(jì)算，Ng值要比按Ng=0.024 Td1.3公式計(jì)算增加約1次/km2a。 可見IEC 62305的計(jì)算公式更為保險(xiǎn)。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,29,(2)建筑物的等效受雷面積 即把和建筑物的長(zhǎng)、寬、高有 關(guān)的體積換算成截收相同雷擊次數(shù) 的等效面積。 該面積即為建筑物避雷針高度 為H的保護(hù)范圍，折算成每邊的擴(kuò)大 寬度D，當(dāng)建筑物高度H小于100米 時(shí)， =0.0196（ ）,L,D,D,W,D,D,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第

18、4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,30,(3) 控制室所在建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù) N1=k Ng Ae 式中k為校正系數(shù)，按建筑物的周邊環(huán)境取值，取值范圍為1至2，現(xiàn) 取1.5，所以 N1=1.53.870.0196=0.114(次/年) 即控制室所在建筑物遭直擊雷的可能性是每近九年一次。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,31,注： IEC 62305 Ae是這樣計(jì)算等效的受雷面積的： 通過建筑物頂部與其接觸，將傾斜度為1/3的直線，圍繞建筑物 一周后與地面交接的截面積為等效受雷面積（見下圖）。 對(duì)下圖所示的建筑物，其等效受雷面積為： Ae=LW+6H(L+W)+9H2 (m2) N1=k

19、Ng Ae10-6（次/年） 式中k為和建筑物所處地理環(huán)境有關(guān)的校正系數(shù)，它可以按下表選取。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,32,建筑物等效受雷面積,H,3H,W,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,33,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,34,一點(diǎn)重要的說明： 建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的計(jì)算，除了控制室所在建 筑物外，還應(yīng)包括含有變送器、執(zhí)行器等控制設(shè)備的工 藝廠房或工藝框架。 （計(jì)算方法相同本例暫不考慮）,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,35,2.3 進(jìn)機(jī)柜室I/O電纜年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2的確定,N2=Ng（Ae1+Ae2） 式中： Ng-雷擊

20、大地的年平均密度,上述計(jì)算為3.87； Ae1電源線纜等效受雷面積（ ）,因本裝置的電源線纜為室內(nèi)敷設(shè)取0； Ae2 I/O信號(hào)線纜等效受雷面積（ ）,因本裝置的I/O線纜架空敷設(shè)，若取平均長(zhǎng)度為150米，則Ae2可取0.3。 所以 N2=3.87（0+0.3）=1.161(次/年) 即進(jìn)控制室的I/O電纜年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)是每年1.161次。 控制室所在建筑物及進(jìn)控制室I/O電纜年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N的確定 N= N1+ N2=0.114+1.161=1.275 (次/年),抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,36,注： IEC 62305是這樣計(jì)算進(jìn)主控室電纜年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2的： 進(jìn)主控

21、制室電纜年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2為： N2= kNgAl10-6 （次/年） 式中：k線路位置的校正系數(shù)，它可以按86頁注表選取。 Al雷擊電纜的等效受雷面積，它包括雷擊入戶電纜的等 效受雷面積Al1和雷擊入戶電纜鄰近區(qū)域的等效受雷面積Al2，即 A1=Al1+Al2。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,37,2.4 按雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估DCS的雷電防護(hù)等級(jí),（1）控制室所在建筑物及進(jìn)控制室I/O電纜年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N的確定 N= N1+ N2=0.114+1.161=1.275 (次/年) （2）可接受的最大年平均雷擊次數(shù)Nc的計(jì)算 式中：C各類因子 C=C1+C2+C3+C4+C5 C1DC

22、S所在建筑物材料結(jié)構(gòu)因子，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取1.0； C2DCS重要程度因子，集成化程度較高的低電壓微電流設(shè) 備取3.0； C3DCS抗浪涌能力因子，相當(dāng)弱取3.0； C4DCS所在雷電防護(hù)區(qū)（LPZ）因子，在LPZ2區(qū)取0.5； C5DCS發(fā)生雷擊事故的后果因子，因中斷后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后 果取1.5。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,38,所以 C=1+3+3+0.5+1.5+=9.0 =5.810-1.5/9.0=0.0206(次/年) 即本裝置DCS因直擊雷和雷電電磁脈沖損壞可接受的年平均最大雷擊次 數(shù)每年僅為0.0206次。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,39,

23、（2）防雷裝置攔擊效率E的計(jì)算 E=1-Nc/N=1-0.0206/1.275=0.984 根據(jù)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（GB 50343-2004） 第4.2.4條款有關(guān)雷電防護(hù)等級(jí)的規(guī)定： 當(dāng)E0.98時(shí) 定為A級(jí)； 當(dāng)0.90E0.98時(shí) 定為B級(jí)； 當(dāng)0.80E0.90時(shí) 定為C級(jí)； 當(dāng)E0.80時(shí) 定為D級(jí)。 所以本裝置的DCS的雷電防護(hù)等級(jí)應(yīng)劃為A級(jí)，即最高等級(jí)。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,40,2.5 存在的隱患,（1）存在于接地系統(tǒng)的問題 DCS的單獨(dú)接地極和建筑物防雷系統(tǒng)的接地極相距小于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20米，一當(dāng)機(jī)柜室所在的建筑物遭受雷擊，由于地電位

24、的浮動(dòng)，會(huì)對(duì)DCS造成放電反擊，使DCS失效乃至損壞。 本裝置所有現(xiàn)場(chǎng)變送器的外殼和DCS系統(tǒng)都沒有等電位接地，而變送器是由于安裝支架自然接地的。當(dāng)變送器附近的設(shè)備或建筑物遭雷擊時(shí)，由于地電位的浮動(dòng)可以使變送器和控制系統(tǒng)兩處的地電位差達(dá)幾萬、幾十萬伏，通過反擊可以使變送器和DCS失效或損壞。 C. 所有機(jī)柜的接地匯流排沒有采用分類匯總的連接方法，現(xiàn)有的所謂環(huán)路（即串聯(lián)接地）連接，會(huì)對(duì)各柜間的接地系統(tǒng)產(chǎn)生耦合，這對(duì)本安地是絕對(duì)不允許的。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,41,（2）存在于線纜敷設(shè)的問題 絕大部分的雷電波都是通過電纜進(jìn)入DCS的，所以信號(hào)傳輸線的 敷設(shè)應(yīng)雙層屏蔽，最好

25、是埋地敷設(shè)，或利用金屬走線槽兩端（或每 隔30米）接地，以減少雷電電磁場(chǎng)的影響。而本裝置的電纜絕大 部分采用環(huán)氧樹酯走線槽架空敷設(shè)的，起不了外層的屏蔽作用。如 果整個(gè)工藝裝置遭受雷擊的話，空間的雷電電磁場(chǎng)通過電磁感應(yīng)將 高電位通過線纜帶入DCS將其損壞，這可能是最主要的原因。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,42,（3）其它存在的問題 A.要關(guān)注建筑物防雷裝置引下線的具體位置，這對(duì)線纜敷設(shè)以及盤 柜的布置有著舉足輕重的影響。 B.要核實(shí)該DCS的電磁兼容性（EMC）指標(biāo)，特別是對(duì)防雷有重要影 響的浪涌抗擾度指標(biāo)和脈沖磁場(chǎng)抗擾度指標(biāo)。因?yàn)檫@牽涉到有否必 要對(duì)重要的工藝參數(shù)的I/O端口加設(shè)浪涌吸收器（SPD）。,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,43,3 從“亡羊補(bǔ)牢”到 “防患于未然”,抗干擾培訓(xùn)-專家培訓(xùn)第4-2章案例和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,44,無論是雷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，或者是案例分析，雖然找出了問題的 癥結(jié)所在，由于是在工程的施工大體完成或開工之后，如要作很大 的修改談何容易,而且這終究是“亡羊補(bǔ)牢”。因此，如果能在工 程的設(shè)計(jì)階段就予