Teoria do sistema de proteção contra raios em instrumentação petroquímica nº 3 - Os princípios básicos e as medidas de proteção de equipamentos de instrumentação contra raios

Após ler os dois artigos acima, provavelmente já compreendemos os tipos de descargas atmosféricas que causam violações em sistemas de instrumentação e classificamos os métodos de aterramento para proteção contra raios. Neste capítulo, abordaremos algumas das medidas apropriadas para proteção contra raios. As medidas de controle de sistemas de instrumentação são diversas, incluindo principalmente descargas atmosféricas, equalização, derivação, aterramento e blindagem, entre outras. É necessário o uso integrado dessas medidas para que possamos realmente alcançar a proteção contra raios em sistemas de instrumentação. As medidas de proteção contra raios em sistemas de instrumentação de empresas petrolíferas devem ser consideradas principalmente sob os seguintes aspectos: 3.1 As medidas de proteção contra raios devem ser abrangentes, levando em conta o sistema de controle de instrumentação, a estrutura da sala de controle e dos dispositivos de campo, entre outros fatores relacionados. O sistema de controle automático de proteção contra raios, como os instrumentos de campo, deve ser projetado em conjunto com as medidas de proteção contra raios, como os equipamentos de processo, e, de acordo com a situação real, considerar a categoria conjunta ShanQi (para-raios, faixa de proteção contra raios ou rede de proteção contra raios). 3.2 Para evitar que a corrente transitória flua através de um condutor e cause descargas contrárias entre objetos metálicos próximos, danificando o equipamento de instrumentação e interferindo na operação normal do sistema de controle de instrumentos, a área protegida pela proteção contra raios deve ser aterrada na sala de controle do sistema de controle de instrumentos, na área de instrumentação, nos equipamentos, nas tubulações e nos equipamentos de processo, para conexão equipotencial, e o sistema de controle de instrumentos deve ser conectado ao sistema de aterramento da sala de controle, para formar uma conexão equipotencial mais perfeita. 3.3 O aterramento é uma aplicação importante nas medidas de proteção contra raios, devendo considerar vários fatores para garantir que o sistema de aterramento tenha um gradiente de potencial elétrico pequeno, buscando, na medida do possível, o equilíbrio de potencial. Para medidas de aterramento flutuante e multiponto, como em caso de fortes descargas atmosféricas, devido ao aterramento de proteção da carcaça do instrumento ou equipamento DCS, forma-se uma alta diferença de potencial entre a carcaça do instrumento e o circuito interno, causando a ruptura do isolamento entre os dois e danificando o circuito. Portanto, é possível conectar o aterramento de proteção e o aterramento de trabalho, além de acessar o sistema de aterramento à prova de raios. Os sistemas de instrumentação da indústria petroquímica doméstica atualmente possuem dois tipos principais de medidas de aterramento: flutuante e multiponto. Se o sistema de comunicação e outros; Trabalho e em toda a; “Os locais em toda a área e outros sistemas de proteção contra raios são instalados respectivamente, cada conexão formando um sistema, chamado de sistemas de aterramento separados.” A principal vantagem do método de aterramento é que o aterramento próximo ao solo apresenta baixa indutância parasita. No entanto, se uma forte onda elétrica de raio atravessar os locais e atingir o sistema, o circuito eletrônico também será danificado devido à alta pressão suportada. Se os três sistemas forem unidos, formando um sistema de aterramento unificado, ele é chamado de sistema de aterramento conjunto. O sistema de aterramento conjunto elimina a possível diferença de potencial entre os diferentes aterramentos e, em caso de raio, pode suprimir melhor os fenômenos de descarga que ocorrem entre eles. 3.4 Devido ao sistema de controle de automação de instrumentação química, que utiliza um grande número de componentes semicondutores, circuitos integrados e cabos de transmissão de energia e sinal, além da blindagem da instrumentação e do controle no local, não se deve considerar apenas os danos diretos causados ​​por raios, mas também a influência da radiação do pulso eletromagnético produzido pelo raio. A radiação do pulso eletromagnético transitório do raio pode atingir diretamente esses componentes. Ondas de sobretensão transitória induzidas por descargas atmosféricas em cabos de alimentação ou de sinal podem se propagar pelo circuito do cabo até os equipamentos de instrumentação, danificando-os. O uso de blindagem para atenuação ou bloqueio da transmissão de energia de pulso eletromagnético é uma medida de proteção eficaz. O sistema de controle automatizado de instrumentos com blindagem contra descargas atmosféricas compreende principalmente os três aspectos a seguir: 1) Blindagem de instrumentos de campo: A blindagem de instrumentos de campo contra descargas atmosféricas é realizada utilizando caixas metálicas de proteção, conectadas a um sistema de aterramento à prova de raios. 2) Blindagem da sala de controle: A sala de controle do sistema de controle automatizado de instrumentos é altamente sensível a pulsos eletromagnéticos gerados por descargas atmosféricas. Portanto, para lidar com as conexões elétricas dos nós da estrutura metálica da parede da sala de controle, é necessário construir uma gaiola de blindagem e um anel de proteção de aterramento ao redor da parede interna. O anel de aterramento e a conexão elétrica dentro da gaiola de blindagem devem ser eficazes, com acesso a um sistema de aterramento à prova de raios. 3) Blindagem dos circuitos de sinal e de alimentação: Para evitar que pulsos eletromagnéticos de descargas atmosféricas induzam sobretensões transitórias nos circuitos de sinal ou de alimentação, todos os circuitos de alimentação e de sinal devem utilizar cabos com blindagem metálica. Ao mesmo tempo, devido à camada de blindagem, o aterramento multiponto ocorrerá no núcleo do cabo e produzirá interferência de baixa frequência; portanto, só é possível adotar o aterramento em ponto único ao longo da blindagem. Assim, o circuito de alimentação e o circuito de sinal devem usar cabo com dupla blindagem, cuja camada de blindagem pode ser usada em aterramento em ponto único e a blindagem externa em aterramento multiponto. 3.5 Devido ao flash de soldagem, a descarga atmosférica ocorre principalmente por meio de derivação e indução, portanto, ao definir um número razoável de condutores de proteção contra raios, a corrente de derivação após o raio é pequena, reduzindo assim a ocorrência de retrocesso de arco e a influência da indução. 4. Conclusão: Na futura construção de instrumentos em empresas petroquímicas, a construção e a aceitação devem ser realizadas estritamente de acordo com as normas de especificação de aceitação para a construção do instrumento, garantindo a alta qualidade de cada operação, aprimorando o efeito condutor de todo o sistema de instrumentos, a fim de reduzir a possibilidade de danos causados ​​por raios. Isso garante a segurança da produção da empresa. Neste artigo, publicado pela empresa Embellish of Instrument Science and Technology Co., LTD. )