雷電影響雷達(dá)液位計(jì)保險(xiǎn)熔斷的問題
在煉油罐區(qū)存在著雷達(dá)液位計(jì)供電回路受雷電影響屢燒保險(xiǎn)的問題。在檢查分析罐區(qū)儀表雷電防護(hù)措施的基礎(chǔ)上,通過對(duì)電涌保護(hù)器(SPD)進(jìn)行模擬試驗(yàn)和對(duì)測(cè)試結(jié)果深入分析,其產(chǎn)生的原因:SPD的氣體放電管出現(xiàn)了續(xù)流使24V直流電源一直通過SPD內(nèi)部電阻和處于低阻狀態(tài)的氣體放電管與地相接,直到保險(xiǎn)管熔斷。在對(duì)SPD結(jié)構(gòu)、氣體放電管特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,初步探討了通過SPD的合適選型解決存在問題的措施。模擬驗(yàn)證試驗(yàn)和更換部分區(qū)域SPD的初步應(yīng)用結(jié)果,驗(yàn)證了問題分析結(jié)果的正確性和解決措施的有效性。
1 問題分析
1.1 罐區(qū)雷達(dá)液位計(jì)回路配置
雷達(dá)液位計(jì)采用四線制,包括1對(duì)24V直流供電電源線和1對(duì)信號(hào)線。24V直流電源經(jīng)過1A保險(xiǎn)管后送到現(xiàn)場(chǎng),供電和信號(hào)線路的兩端都安裝了SPD。
1.2 罐區(qū)雷達(dá)液位計(jì)受雷電影響情況
煉油罐區(qū)雷達(dá)液位計(jì)受雷電影響燒保險(xiǎn)導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)失電、無顯示,更換保險(xiǎn)管后雷達(dá)液位計(jì)能恢復(fù)正常。2011—2013年共有6個(gè)罐區(qū)66臺(tái)次的雷達(dá)液位計(jì)受到影響。
1.3 問題分析
1.3.1 儀表雷電防護(hù)措施檢查
儀表雷電防護(hù)措施包括接閃器、引下線、接地裝置、屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)與接地、合理布線、配備電涌保護(hù)器(SPD)等。首先檢查儀表雷電防護(hù)措施是否適當(dāng)配置。檢查結(jié)果表明:罐區(qū)利用大于4mm厚度的罐體作為接閃器,罐體與地網(wǎng)的接地點(diǎn)不少于2處,引下線的間距不大于18m;引下線、接地裝置狀況良好;通過接地良好的鍍鋅管實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表電纜的保護(hù);現(xiàn)場(chǎng)和控制室設(shè)備共用接地系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)和接地;儀表線路布置合理;現(xiàn)場(chǎng)和控制室兩端儀表已配置SPD。從檢查結(jié)果看,儀表雷電防護(hù)措施配置齊全,為此對(duì)存在的問題還需要作更深入的分析研究。
1.3.2 保險(xiǎn)管的熔斷條件
保險(xiǎn)管的動(dòng)作是靠熔斷體的熔斷來實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)電流較大時(shí),熔斷體熔斷所需的時(shí)間較短,而電流較小時(shí),熔斷體熔斷所需的時(shí)間較長(zhǎng),甚至不會(huì)熔斷。文獻(xiàn)[6]對(duì)5mm×20mm低分?jǐn)嗄芰ρ訒r(shí)動(dòng)作熔斷體動(dòng)作電流與動(dòng)作時(shí)間之間的關(guān)系作了相應(yīng)的規(guī)定:預(yù)飛弧時(shí)間應(yīng)在下列限值范圍內(nèi),見表1所列。
1.3.3 模擬試驗(yàn)
雷擊時(shí)出現(xiàn)燒保險(xiǎn)而不損壞儀表設(shè)備的情況說明經(jīng)過SPD處理后的干擾電壓受到限制,但電流還是超過In并持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,導(dǎo)致保險(xiǎn)管熔斷。為了查清屢燒保險(xiǎn)的原因,按圖2搭建了一個(gè)模擬實(shí)際使用環(huán)境的測(cè)試系統(tǒng),對(duì)在用SPD測(cè)試件線對(duì)地之間施加3kA(8/20μs波形)模擬雷電流沖擊。
檢測(cè)項(xiàng)目包括:測(cè)量殘壓(A,B處,測(cè)量時(shí)直流電源不接入);測(cè)量保險(xiǎn)管兩端壓降(C,D處)及壓降持續(xù)時(shí)間;檢查保險(xiǎn)管是否熔斷。測(cè)試結(jié)果:SPD殘壓為43V,符合要求;測(cè)量保險(xiǎn)管兩端壓降為344mV,沖擊后保險(xiǎn)管上的壓降一直持續(xù)了32ms,直至保險(xiǎn)管熔斷。測(cè)試共使用了5個(gè)保險(xiǎn)管,其中4個(gè)保險(xiǎn)管在第1次沖擊后熔斷,另外1個(gè)保險(xiǎn)管在第4次沖擊后熔斷。
通過對(duì)問題的分析和模擬測(cè)試,基本可以確定在用SPD上的氣體放電管出現(xiàn)續(xù)流問題,是煉油罐區(qū)雷達(dá)液位計(jì)供電回路受雷電影響屢燒保險(xiǎn)問題的主要原因,進(jìn)一步的模擬驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明:通過選用合適的 SPD 可以解決該問題。更換部分區(qū)域 SPD 的使用效果與模擬試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果基本吻合,初步證實(shí)了問題分析研究結(jié)果的正確性和解決措施的有效性。
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