油库854油罐自动计量系统的雷击分析

摘 要：自从今年4月份以来，我所在单位的某油库854油罐自动计量系统CLO Plus芯片卡件屡次遭受雷击，致使人机界面数据显示错误，无形之中加大了作业值班组的风险压力，给该油库的正常运转作带来了极大的不便。如下为854油罐自动计量系统信号简化流程图，我们将从防静电感应雷击保护措施方面来分析CLO Plus芯片卡件可能遭受的雷击途径以及改进建议。

关键词：油库 油罐 雷击分析

中图分类号：TE978 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0066-02

（图1）静电感应，也称电容性耦合。以图2为例说明自控CLO PLUS设备可能遭受的电容性耦合侵害途径（此时只考虑电容性耦合）。

图2中，雷电通道与CLO PLUS设备与854液位变送器间信号线发生电容性耦合，信号线上的感应电流双向传播，流经各自设备后分别通过PE1与PE2流入大地，对此，我们可以建立一个电路模型来大致分析受感应导体承受的感应电压，为方便起见，只选择CLO PLUS设备来建立如图3电路模型：把雷电通道比作噪声导体，把雷电通道与受感应信号线间电容用CS来表示，RL为受感应设备CLO PLUS接地总电阻值，CL为其对地电容，US代表雷电通道对地电压，Un即为受感应设备CLO PLUS与地电压值。

将图2进一步转化为图4后，很容易得到

当噪声电压的频率较低时，阻抗RL远小于CL和Cs的阻抗时，

当噪声电压的频率较高时，阻抗RL远大于CL和Cs的阻抗时，

由（2）与（3）式可知，受侵害设备所遭受的电容性雷击大小正比于雷电噪声电压Us，雷电噪声频率f，雷电通道与信号线间电容Cs，受侵害设备对地阻抗RL。一般雷电噪声电压Us，雷电噪声频率f往往不可控，结合实际并考虑我们机场油库CLO PLUS系统设备，可以考虑以下三个措施来尽量降低CLO PLUS系统遭受的电感性雷击。

（1）尽量减小CLO PLUS设备的接地阻抗RL，由R=ρL/S可知，CLO PLUS接地阻抗应尽量短，在规范允许内适当粗一点。

（2）尽量减小雷电通道与信号线间电容Cs，由C=ΞS/4лkD可得，应增大雷电通道与信号线间距离D来减小其电容，实际做法可将电源线与控制系统信号线分开铺设，尤其是高建筑物（油库区高杆灯、安保系统摄像头）电源线最好与854液位传送信号线分开铺设。

（3）由于高频信号容易产生耦合，因此高频信号宜与低频信号线分开铺设，油库安保系统视频信号线即为高频信号线，宜与854液位传送信号线分开铺设。

另外，由于条件的限制，以上办法难以做到万无一失，实际还可采用屏蔽信号线的办法来达到减小电容性耦合侵害的目的，如图5所示，当受感应信号线的外层包了屏蔽层后，上面所述的感应的噪声电压Un便作用在屏蔽层上。

（1）如果屏蔽层不接地，受感应信号线和屏蔽层之间的分布电容Ces上没有电流，则受感应导体上接受到的噪声电压就是屏蔽体上所感应的噪声电压。

（2）如果屏蔽体接地，因为屏蔽层上的电压为零，所以受感应信号线上的噪声电压也为零。

由于受感应导线不可能全部封闭在屏蔽体内（包括导体两端外露和编织屏蔽层的空隙），所以实际情况要复杂一些。为了获得良好的电场屏蔽，需要做到以下几点。

（1）最大限度的减小信号线延伸到屏蔽之外部分的长度。

（2）为屏蔽层提供一个良好的接地，从这点上我们可以得到启发，即检查油库库区与自控楼所有铠装电缆是否已接地。