石油石化防雷产品及工程技术资料

1、 本文由lxdprst0078贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 石化系统雷电防护产品 及工程应用 技 术 资 料 (第一版) 中光高科产业发展集团 2009 年 4 月 第一 目 录 第一章 集团简介3 第二章 石化系统综合防雷技术方案简介5 一,概述. 5 二,综合防雷技术方案5 三,直击雷的防护设计.6 四,共用接地系统7 五,屏蔽7 六,等电位连接7 七,合理布线8 八,供电线路的雷电防护8 九,信号线路的防护.12 十,天馈线的防护.15 十一,光缆的防护.17 十二,综合防雷应用效果.18 第三章 中光产品在石化行业的应用.1

2、9 一,概述.19 二,石化典型工程.19 第四章 中光高科石化专用防雷产品介绍.21 一,防直击雷避雷针.21 二,接地产品.23 三,石化专用 SPD 产品.29 第五章 中光的各类资质证书 .32 2 第一 第一章 集团简介 一, 中光高科产业发展集团由我国著名防雷专家, 教授级高工王德言先生于 1987 年创建. 集团位于成都高新西区,占地 100 亩;拥有多名博士,硕士在内近 200 余人的雷电防护 专业技术人才队伍,员工总人数超过 500 人.经过二十年的艰苦努力,现已发展成为以 雷电防护与电磁防护及智能控制为主的集研发,生产,检测,编标,销售, 工程设计,施工于一体的高新科技型高

3、速成长型的双高企业.在国内享有广泛 , 的盛誉,并在国际上具有相当知名度. 二,中光高科拥有 23 项经部,省级鉴定的科技成果和 49 项国家专利. 三,主,参编了 13 项国家,行业和军用标准,还有 6 项国家,行业和地方标准正在编写 中. 1,中光主编和主要参编的国家标准 7 项. 1) ,GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范 2) ,GB/T19663-2005信息系统雷电防护技术术语 3) ,GB/T21431-2008防雷装置检测技术规范 4) ,GJB军用陆地电子信息系统防雷技术规范 5) ,GB/T21714.1-2008雷电防护总则(IEC62305-1) 6

4、) ,GB/T21698-2008复合接地体技术条件 7) ,GB/T 18802.311-2007低压电涌保护器元件 第 311 部分:气体放电管(GDT) 规范(IEC61643-311:2001) 2,主编和主要参编的行业标准 6 项. 1) ,J/T11147-97电子避雷器通用规范 2) ,X3-2000气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范 3) ,X2-2000新一代天气雷达站防雷技术规范 4) ,X4-2000气象台(站)防雷技术规范 5) ,X10.1-2003 连接至低压配电线路和信息线路的电涌保护器第一部分:性能要求 和试验方法 6) ,B/T 106182006浪涌保护器(箱

5、)标准 3,正在编写的国家,行业和地方标准还有 6 项. 四,集团建有雷电防护产品检测中心实验室, 该实验室已获得中国合格评定国家认 3 第一 可委员会实验室认定证书(证书号:No. CNAS L3779) .该中心有冲击,电源,信号等 十二个雷电防护专业研究实验室;有 500kV 的高压实验室;装备有最大 240kA 的雷电冲 击实验台在内的先进试验,测试,仪器设备近百台. 五,集团还建有雷电防护工程技术研究中心,该中心从事雷电的机理,定量分析的 基础技术研究;建立和运行雷击实验基地,为防雷工程技术的开发提供验证手段;开发 研究新产品,接地新技术,新材料,推动高新技术产品在工程中广范应用.目

6、前已建成: 江苏盱眙雷电试验场; 西双版纳避雷针试验场; 四川巴朗山 (海拔 4 千米) 西岭雪山 , (海 拔 2 千米)和成都高新区(海拔 5 百米)三个接地试验场.以上五个雷电和接地试验场 已正式投入试验工作. 六,集团拥有十二条生产线,配有多台先进生产设备,达到年产各类 SPD800 万只,避雷 针 20 万根及接地极 20 万块以上的生产规模.中光的多项产品和技术已经列入国家级火 炬计划项目,国家级重大科技成果推广计划项目,国家级新产品计划项目和国家级军事 电子产品项目.中光产品齐全,共计十大类别,300 多个型号,上万项工程实践充分满足 了邮电,通信,广播,金融,石化,航空,国防,

7、电力,气象,交通等各个领域的防雷 要求.批量出口到韩国,东南亚,欧洲,美洲等国家. 七,高科率先在国家防雷行业中顺利通过 ISO9001,ISO14001,OHSAS18001 认证,并率 先在国内防雷企业中荣获国家颁发的防雷专业设计及施工甲级资质证书.中光产品还通 过了美国 UL 认证;RoSH 认证;CCC 认证;CRCC 认证;军队装备,物资网络采购资格认证 ;中华人民共和国进出口企业资格证书等认证. 中光高科产业发展集团高新西区科技园 4 第一 第二章 一,概述 石化系统综合防雷技术方案简介 近年来,随着我国国民生产的快速发展,石化系统的大型石化企业自动化水平的不断提 高,电脑监控系统

8、,电脑管理系统,数据传输应用越来越普遍,而这类电子设备过电压 和过电流耐受能力差,对电磁干扰敏感,使得雷电事故不断增加.雷电过电压,过电流 和脉冲电磁场会通过供电线,仪表信号线,电缆汇线槽,穿线管等途径达到仪表设备, 威胁仪表设备的正常工作和安全运行.如果防护不当,这些雷害轻则使仪表设备工作失 灵,重则使仪表设备永久性损坏,严重时还可能造成人员伤亡,生产事故.同时石化行 业由于其特殊性:易燃烧,易爆炸,易蒸发,易产生静电,易受热膨胀,易流动扩散, 易突沸.因而其产品生产,加工,输送及贮存对雷电防护要求较高.因此,为加强石化 系统对雷电的防御能力,减小雷击灾害损失,其防雷与接地措施必须结合石化行

9、业的特 点,采用石化专用防雷产品做到综合治理,系统防雷. 二,综合防雷技术方案 1,参考规范及标准 GB50057-94 建筑物防雷设计规范 GB50343-2004 建筑物信息系统防雷技术规范 GB50074-2002 石油库设计规范 GB50183-93 原油和天然气工程设计防火规范 GB50253-2003 输油管道工程设计规范 GB12158-90 防止静电事故通用导则 GB50156-2002 汽车加油加气站设计与施工规范 SYN5225-87 石油与天然气井开发,储运防火防爆安全管理规定石油工业部 2,防雷基本原则 综合治理,整体防御,多重保护,层层设防. 采用一系列设置在被保护区

10、域或保护对象 的雷电入侵通道上设置防雷设施和防雷器件,防治直击雷和防雷电感应高电压以及雷电 电磁脉冲入侵,保护电子,电气设备的安全. 3,综合防雷的基本措施 防直击雷,屏蔽,等电位连接,合理布线,共用接地系统和安装浪涌保护器(SPD) . 5 第一 三,直击雷的防护设计 1,由于石化产品易燃易爆特性,石化场站需要直击雷防护的设施较多,因此直击雷防护 措施宜进行场站全局考虑,因而可设立多个独立铁塔架设多支避雷针构成场站整体保护. 避雷针保护范围按照 GB50057-94 中滚求法计算,避雷针与铁塔作可靠的电气连通.办 公楼,厂房,钢筋水泥贮存罐等建筑物屋顶设避雷带和避雷网,避雷带网用对称布设的

11、不少于两根引下线与地网相连,铁塔地网与建筑物地网等电位连接.铁塔建在建筑物楼顶 时,接闪装置应纳入建筑物直击雷防护系统,塔脚与避雷带在两个方向焊接连通.露天 布置的钢制容器,金属管道应就近与地网可靠连接. 优化避雷针 避雷带 避雷网 设备保护 接地端子 机房 机房地网 接地模块 共用地网 铁塔地网 2,避雷针可采用四川中光公司生产的专利产品优化避雷针(ZGU-) ,该系列避雷针 具有雷电通流容量大,阻抗限流等综合技术,明显地改变了雷电流的放电过程.能有效 的抑制,削弱了地电位反击和二次雷击效应造成的危害.对于紧靠泄流体的线路上的电 磁感应强度也大大减小,彻底克服了传统避雷针的弊病.因此,有利于

12、对石化行业的电 气设备,油气贮存容器及输送管道的直击雷防护.接闪装置应按 GB50057-94 中滚球法 确定. 6 第一 四,共用接地系统 1,石化系统接地应共用一组接地装置,可以消除各系统地线间的高电位差,防止同一台 设备的各接地系统之间发生击穿. 2,接地电阻:总的来讲,接地电阻越小,散流越快,被雷击物体高电位保持时间越短, 危险性越小,其跨步电压,接触电压也越小.接地电阻应小于 4. 3,接地体宜采用非金属接地体.中光公司研发生产的 ZGD(SH)型石化专用产品,对解 决高土壤电阻率地区的降阻和克服土壤的酸,碱,盐腐蚀,有独到之处. 4,接地模块由于是非金属材料,因而不易腐蚀,同时由于

13、非金属材料中含保湿剂,使接 地模块具有良好的保湿性,并增加了接地模块与土壤的亲合力,还具有电化学腐蚀电位 较负,尤其适用于潮湿,盐碱化土壤地质环境,有阴极保护要求的接地工程使用. 五,屏蔽 1,屏蔽是减小和防止雷电电磁脉冲对电子设备干扰最有效的方法. 2,线缆应穿金属管,槽并埋地敷设引入,屏蔽网,管,槽应与等电位连接带连接接地. 进入石化生产区及贮存区的供电电缆或配电电缆,均应采用铠装电缆或导线穿钢管配线, 电缆金属铠装及保护管两端均应可靠接地. 3,电子设备大多具有金属箱体,有一定的屏蔽效果.在运行过程中,应确保机箱门板的 关闭和各部件间的电气连通,应与等电位连接带连接接地. 4,所有的屏蔽

14、层,金属管槽和其它金属物应与等电位连接带连接接地,使雷击产生的电 磁场向内层层衰减. 六,等电位连接 1, 等电位连接的目的是为了防止和减小设备与设备之间, 系统与系统之间危险的电位差, 确证设备和操作人员的安全. 2,等电位连接不仅可以消除雷电流引起的电位差,而且可以起到对雷电流分流的作用. 3,凡穿过各防雷区界面和在一个防雷区内部的金属管线和各系统均在界面处做等电位联 结.在 LPZO 与 LPZ1 区交界处做等电位联结. 4,穿过各后续防雷区界面的所有导电物,电力线,通信线,信号线等,均应在界面处做 局部等电位联结,同时要采用局部等电位连接带做等电位联结. 5,信息系统设备的机房内应设等

15、电位连接网络,电气和电子设备的金属外壳,机柜,机 7 第一 架,计算机直流地,防静电接地,屏蔽线外层,安全保护地及各种 SPD 接地端,均应以 最短的距离就近与等电位连接网络连接. 6,对于建筑物内的机房或有重要设备的楼层应设置局部等电位连接带(PAS),并将屏蔽 网或建筑物的金属构件作等电位连接; 7,自然连接不能保证电气贯通的地方应用连接导线连接,不允许直接接地有绝缘的金属 管道,应采用等电位连接器连接接地. 8,户外引入导体必须尽可能在进户点作等电位连接,室外的金属设施,管道应就近和地 网作等电位连接.当线缆布放距离超过 30m 时,其屏蔽层应和近距离内平行布放的其它 线缆以及走线架,每

16、隔 30m 作一次等电位连接. 9,在房内应设置室内等电位接地端子板或汇集线,并与地网相连,处于房内的金属设施 以及系统工作接地,均应和室内的等电位接地端子板或接地汇集线相连接. 七,合理布线 1,合理布线,是降低在系统中形成的线间,线地电磁感应相互间耦合的高电压,可减少 电磁耦合的的几率,改善电磁环境. 2,合理综合布线有利于消除外界电磁场引起的干扰;因为雷电或负载的通断,静电放电, 磁场和射频场等引起的干扰, 改善信息技术装置或设备可能因为在设备中或者互连的设 备间产生感应电流和电压,改善装置的电磁兼容性能(EMC) . 3,合理布线,可以对电阻耦合,电感性偶合,电容性偶合,磁场耦合,电场

17、耦合起抑制 作用. 4,综合布线电缆与附近可能产生电磁干扰的电力电缆等电气设备之间应保持必要的安全 间距. 八,供电线路的雷电防护 1,电子信息系统机房内电源的进,出线不应采用架空线路. 2,石化场站交流供电方式应采用 TNS 供电接地方式(三相五线制) . 3,目前作为电源线路的防护广泛使用浪涌保护装置(SPD)并采取分级保护的原理.逐 级将雷电流泄放入地,从而扼制雷电流的入侵,将瞬态过电压幅值降低到设备可以的承 受水平. 8 第一 4,配电线路和设备的耐冲击电压额定值 UW 可参照下表规定选用. 设备位置 耐冲击电压类别 耐冲击电压额定值 Uw 电源处的设备 配电线路和最后分支 用电设备

18、需要保护的电子信息设备 线路的设备 IV 类 6kV III 类 4kV II 类 2.5kV I类 1.5kV 5,浪涌保护器分级安装位置(TN)示意图 电源变压器 总配电箱 MB 分配电箱 SB 被保护电子信 L1 L2 L3 N PE 4 1 PE 5 2 6 息设备的入口 L1 L2 L3 N PE 3 空气断路器 浪涌保护器 1总等电位接地端子板 4级或级试验的浪涌保护器 隔离开关 退耦器件 2楼层等电位接地端子板 5级试验的浪涌保护器 熔断器 等电位接地端子板 3局部等电位接地端子板 6级试验的浪涌保护器 6,电子信息系统供电线路的雷电防护一般采用三级 SPD 保护,在总配电箱进线

19、处设第 一级 SPD 泄放大部分雷电流,并在一定程度上降低雷电过电压;在分配电箱处设第二级 SPD 进一步降低电压幅度.在信息机房,控制室或生产区配电箱设第三级 SPD 保护,SPD 应尽可能靠近被保护设备安装,与被保护设备连接导线长度小于 0.5m,接地导线连接长 度小于 1m. 7, 石化易燃易爆场站电源 SPD 可根据易燃易爆等级采用四川中光公司生产的 ZGSD, ZGDD 防爆系列产品. 8,供电线路雷电防护系统中安装 SPD 的数量,依据雷击风险评估和被保护设备的抗扰度 而定. 1) ,在 LPZ0 区与 LPZ1 区交界处应安装开关型 SPD 或限压型 SPD 作为第一级保护; 2

20、) ,在 LPZ1 区与 LPZ2 区交界处应安装限压型 SPD 作为第二级保护; 3) ,在电子信息设备机房配电箱输出端应安装限压型 SPD 作为第三级保护; 9 第一 4) ,在特殊需要保护的电子信息设备电源输入端宜安装限压型 SPD 作为细保护; 5) ,使用直流电源的信息设备,视其工作电压,宜分别选用适配的直流电源 SPD. 9,供电线路 SPD 安装位置与放电电流的选择 1) ,在电源总配电柜输出端应安装冲击放电电流 In20kA(10/350s 波形)的开关型 浪涌保护器,也可安装标称放电电流 In80kA(8/20s 波形)的限压型浪涌保护器, 响应时间100ns 的浪涌保护器作

21、为一级防护. 2) ,在分配电柜输出端应安装标称放电电流 In40kA(8/20s 波形) ,响应时间50ns 的限压型浪涌保护器作为二级防护. 3) ,在电子信息设备机房配电箱输出端应安装标称放电电流 In20kA(8/20s 波形) , 响应时间50ns 的限压型浪涌保护器作为三级防护. 4) ,在特别重要的电子信息设备电源输入端应安装标称放电电流 In10kA(8/20s 波 形) ,响应时间50ns 限压型浪涌保护器 SPD 作为精细保护. 5) ,在电子信息设备配电柜或配电箱输出端也可安装混合型或串联型 SPD,其技术指标应 满足设备要求. 6) ,在直流电源(二次电源)的设备前宜安

22、装直流电源 SPD,其标称放电电流 In10kA (8/20s 波形) ,标称导通电压 Un1.5UZ(UZ:直流工作电压) ,响应时间50ns 的限 压型浪涌保护器作为直流电源防护. 10,SPD 的安装接线要求: 1) ,一级(B 级)电源 SPD 安装时,三根相线应10mm2 的铜线;零,地线应用16mm2 的铜线. 2) ,二级(C 级)电源 SPD 安装时,三根相线应6mm2 的铜线;零,地线应用10mm2 的 铜线. 3) ,三级(D 级)电源 SPD 安装时,三根相线应4mm2 的铜线;零,地线应用6mm2 的 铜线. 4) ,四级(E 级)电源 SPD 安装时,三根相线应用2m

23、m2 的铜线;零,地线应用4mm2 的铜线. 10 第一 11, 电源避雷器设计安装示意图 用电设备 SPD2 SPD3 用电设备 SPD SPD SPD3 用电设备 SPD SPD3 用电设备 SPD SPD2 SPD3 用电设备 SPD2 自备电源 SPD3 用电设备 SPD2 SPD3 用电设备 SPD2 SPD3 12,某油田办公大楼电源系统防雷 SPD 安装示意图如下图例: 11 第一 九,信号线路的防护 1,通过风险评估后应安装一至两级信号线 SPD 进行防护; 2, 电子信息系统信号线路浪涌保护器 SPD 宜设置在雷电防护区界面处.根据雷电过电 压,过电流幅值和设备端口耐冲击水平

24、,可设单级信号线 SPD 保护,也可设多级信号线 SPD 保护.一般宜在建筑物入口处或设备端口处设置信号线 SPD.信号线 SPD 应满足系统 配合要求. 3,一级信号信号线 SPD 应安装在总配线上.二级应安装在电子信息系统的输入端口. 4,信号线路的防雷和接地应符合下列规定: 1) , 电子信息系统信号线路浪涌保护器 SPD 应根据线路的工作频率,传输速率,传输 带宽,工作电压,接口形式和特性阻抗等参数选择插入损耗小适配的浪涌保护器. 2)信号线路路浪涌保护器 SPD 的 Uc 应大于线路上的最大工作电压.Up 应低于被保护设 备的冲击耐受水平(纵向,横向) . 3) 程控数字交换机信号线

25、路 , X.25,DDN,专线等应根据总配线架所连接的中继线 , 性质选用适配的 SPD. 4) , 其它类型信息传输线路 SPD 的选择,应根据信息设备的工作频率,电压,阻抗特 性,传输速率,频带宽度,接口类型选用电压驻波比和插入损耗小的适配的 SPD. 5, 信号线 SPD 安装时应使导线与连接头的连接线尽量短. 在一条信号线路上设置多级 SPD 时,应考虑各级 SPD 之间的配合.末级 SPD 应考虑与信息设备之间的配合. 6,信号线路浪涌保护器参数推荐值见下表 1 表1 雷电防护区 浪涌范围 信号线路浪涌保护器额定值的选型推荐 LPZ0/1 10/350,10/250s 1.2/50

26、,8/20s 10/700, 5/300s LPZ1/2 0.5-2.5kA 4kV 100A D1,D2 B2 LPZ2/3 0.5-10kV 0.25-5kA 0.5-4kV 25-100A C2/B2 0.5-1kV 0.25-0.5kA 与大楼外界无电阻性连接 C1 SPD 的要求 (见表 2) SPD(j)* SPD(k)* SPD(I)* * SPD(j,k,I),见 GB50343 规范图 5.4.2-1 注: LPZ2/3 下标注的浪涌范围为最小的耐受要求,可能要求设备本身具备此耐受能力. 12 第一 7,中心机房网络防雷示意图 SPD 光端机 专用服务器 internet 光

27、纤 服务器HP ML370G04 交换机 集线器 SPD SPD SPD 集线器 SPD SPD 集线器 SPD HUB 机房接地极 微机工作站 微机工作站 微机工作站 8,石化系统安防监控系统雷电防护 1) ,由于石化在生产,储存,运输具有易然易爆的特性,需要对其生产,贮存等环节进 行时时监控,监控系统现已被广泛用于石化系统众多环节,为及时发现安全隐患,保障 其安全生产作出了很大贡献,对其采取防雷措施是迫切需要的. 2) ,监控系统的摄像头和前端箱应采取防直击雷和防雷电感为主. 3) ,前端监控系统应安装在金属支撑架上,对于周围没有高大建筑而相对孤立的前端监 控系统应安装独立避雷针,避雷针最

28、好距摄像机 3 米以上,高度按滚求法计算. 4) ,对于周围有高大建筑的前端监控系统如房屋,电线杆,可直接利用金属杆本身作为 避雷针及引下线.为防止电磁感应,沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽 或采用金属屏蔽线.金属屏蔽管(线),摄像头金属外壳及光缆中金属加强芯线和金属防 护层需可靠接地. 5) ,在金属支撑杆底部设置独立地网,支撑杆与地网可靠连接.地网接地电阻应小于 10 欧,地网设置见下图. 13 第一 独立避雷针,独立地网设置示意图 前端箱 金属支撑杆 外引辐射状 辅助接地网 6) ,视频传输线路的雷电防护 (1) ,为防止雷电波沿线路侵入前端设备,应在摄像头与前端箱的每条线路

29、上加装视频 信号避雷器. (2) ,视频电缆应穿金属管进入前端设备箱,电缆金属外皮,钢管同防雷接地装置相连. 接线图如下: 前端箱 前端设 备及光 端机 连接监控分 中心的光纤 带屏蔽层的多芯 电源,信号线 ZGZH 系列专 用电源 信号组 合型避 雷器 电源线 屏蔽层 接地排 到地网 7) ,摄像头和前端箱视频传输线路电源线路的组合雷电防护 (1) ,摄像头和前端箱一般设置在室外露天,视频传输线路和电源线路系列产品是将电 源,视频信号及云台控制信号的保护合为一体,采用金属外壳,外形美观,安装接线方 便,具有防雨,防尘,防腐蚀,阻燃,电磁屏蔽,失效指示等功能. 14 第一 (2) ,电源部分为

30、单相串联方式,适用于保护负载电流不超过 10A(交流 220V,50/60Hz) 或者负载电流不超过 5A(直流 12V,24V)的各种电子电气设备;视频信号及云台控制信 号部分为串联方式,分别适用于保护摄像头及云台控制设备. (3) ,ZGZH-12 组合浪涌保护器 2006 年通过信息产业部通信产品防护性能质量监督检验 中心检测(证书号:07-06-409) ,现已批量提供公安及武警部队的天网监控系统. 9,信号线路浪涌保护器部分典型产品示意图 ZGXH-2R-5 型数字信号避雷器 ZGX1B-5M 型模拟信号避雷器 十,天馈线的防护 1,凡带有室外架空天线的电子设备都应采取防雷保护措施.

31、架空天线必须置于直击雷防 护区接闪器的保护范围 LPZ0B 区域内. 2,应根据被保护设备的工作频率,平均输出功率,插入损耗,驻波,带宽,阻抗特性, 三阶互调,接口等选用适配的天馈线路 SPD. 3,天馈线路浪涌保护器,应安装在收/发通信设备的射频出,入端口处.其参数应符合 下表要求. 324 15 第一 4,天馈线路浪涌保护器的主要技术要求推荐如下表 工作频率 MHz 传输功率 W 1.56000 电压驻 插入损耗 波比 dB 0.3 接口 方式 特性阻 抗 冲击电流 Iimp 10/350s kA 保护水平 Up 1.5 倍系 1.3 统平均功率 应 满 足 系 统 50/75 接口要求

32、2 kA 或按用户要 设 备 端 口 耐 求确定 压要求应留有 一定的裕量 5,具有多副天线的天馈传输系统,每副天线应安装适配的天馈线路浪涌保护器.当天馈 传输系统采用波导管传输时,波导管的金属外壁应与天线架,波导管支撑架及天线反射 器电气连通,其接地端应就近接在等电位接地端子板上并接地. 6, 天馈线路浪涌保护器接地端应采用截面积不小于 6mm2 的多股绝缘铜导线连接到 LPZ0A 或 LPZOB 与 LPZ1 交界处的等电位接地端子板上.同轴电缆的上部,下部及进机房前应将 金属屏蔽层就近接地. 7,天馈线路浪涌保护器的冲击限制电压试验用的电压波形和电流波形应符合信号线路浪 涌保护器的冲击限

33、制电压试验用的电压波形和电流波形的规定. 8,天馈线路浪涌保护器其 Uc 应大于线路上最大运行电压,保护水平 Up 应低于系统设备 端口耐冲击电压水平宜和被保护设备的绝缘水平. 9,室外安装的天馈线 SPD 的接地端应接到室外馈线入口处的接地线上.同轴电缆的金属 外护层,应在其上部,下部及经走线架进入机房入口处就近接地. 10,天馈系列避雷器典型产品图: 16 第一 11,VHF,UHF 天馈线 SPD 的设计安装示意图 天馈线SPD的设计安装示意 SPD 30m SPD 收 发 射 机 天馈线SPD的设计安装示意 SPD 30m SPD 发射机 12,卫星站天馈线 SPD 的设计安装示意图

34、30m 室内单元 室外单元 SPD2 Satellite dish SPD1 收发信机 十一,光缆的防护 1, 光纤传输的是光信号,不能传输电信号,因此,光纤不需要安装避雷器. 2,使用含有金属部件的光缆,光缆的金属吊挂钢缆线,在进户处应做好等电位连接接地. 3,光纤传输沿线的再生器的金属体,金属挡潮层,防啮齿类动物啃咬的金属外护层,维 修或固定用的金属箱柜等设施应做好等电位连接接地.光缆沿线的所有的金属接头都应 全线连通,并在光缆整长度的两终端做好等电位连接接地. 4,光纤在进户处或光纤进入光,电端机前,光缆的外屏蔽层,提供抗拉强度的加强金属 芯应进行等电位连接接地.户内光电端机机架必须做好

35、室内等电位连接接地. 17 第一 5, 带有一对或几对金属线的复合光缆,金属线部分两端应加装适配的信号线浪涌保护 器.十二,综合防雷应用效果 六大综合防雷技术完整使用,只要设计合理,安装合格,各类防雷装置就能对雷电进 行有效的防护. 18 第一 第三章 一,概述 中光产品在石化行业的应用 1,中光高科产业发展集团早在 90 年代初期,中光就开始为石化部门研发专用雷电防护 产品,同时参与石化部门的 油,气输送管线,站,场综合防雷等防雷工程的设计和 建设.自 90 年代中期至今中光承接和实施石化部门的各种防雷工程近百个,从而在石化 防雷产品和石化工程建设等领域积淀了丰富的产品研发,工程设计及实施经

36、验.中光高 科将中光综合防雷理论及技术与石化专用 SPD,避雷针,接地极等防雷产品相结合,形 成中光石化系统雷电防护体系.该防雷系统成功应用到石化设施的综合防雷系统中,是 中光综合防雷技术的突破及靓点. 2, ZGU-系列等避雷针和 ZGD 系列石化专用接地模块, ZGSD/ZGDD 防爆电源 SPD 系列, ZGXL 防爆引线式信号 SPD 系列通过专业测试中心的测试,已经批量提供给石化系统使 用,受到用户与代理商及工程施工人员的好评. 3,中光多年来为石化运营商,石化设施专业生产工厂等单位批量提供石化站,场和设备 的专用雷电防护器件.完成了大量优质石化系统防雷工程,从 90 年代完成的泸天

37、化综 合防雷工程,云天化综合防雷工程以及中石油西南分公司 50 余座气矿场站防雷工程, 到大庆油田防雷工程,西气东输工程,中国石油化学有限公司防雷工程,重庆燃气公司 及下属各网点防雷工程,胜利油田机关及罐区防雷工程,成都煤气公司防雷工程等,都 是中光公司防雷产品和防雷工程技术运用并服务于石化行业的部分见证. 二,石化典型工程 1. 陕京输气管道工程黄河西压气站,应县站防雷与接地系统,运行良好. 2. 中海油海南大化肥工程 11 万伏变电站接地系统,效果良好,已投入运行. 3. 中石油西南分公司重庆气矿大部分站厂及 SACDA 系统均采用中光防雷技术,其他站厂 陆续改造中. 4. 中石油西南分公

38、司川东北气矿大部分站厂均采用中光防雷技术,其他站厂陆续改造 中. 5. 中石油西南分公司川西北气矿十余座站场采用中光防雷技术. 6. 中石油西南分公司川西南气矿宜 2 井,麻 2 井,麻 3 井,麻 8 井,麻 10 井,麻 14 井 20 余座井站等采用中光防雷技术. 7. 长庆苏里格试采工程采用中光防雷技术. 19 第一 8. 大庆油田 3 座变电站,100 多公里送电线路及采气站采用中光防雷技术. 9. 泸天化综合防雷工程. 10.云天化综合防雷工程. 11.燕山石化综合防雷工程. 12.济南市煤气罐装厂综合防雷工程. 13.广州石化总厂综合防雷工程. 14.成都市煤气公司综合防雷工程.

39、 15.东方-洋浦-海口管线工程,效果良好. 16.西气东输工程东西两段全程 160 余个站场阀室,效果良好,已投入运行. 17.乌鲁木齐技改工程接地系统,效果良好. 18.陕京输气管道工程二期. 19.中石油哈萨克炼油厂. 20.西部原油成品油管道项目. 21.中哈原油管道项目. 22.阿拉山口独山子原油管道项目. 23.宁波杭州天燃气管道项目. 24.西气东输陕京管道之间的冀宁联络线. 25.西气东输工程气源地塔里木油气田采气井站,输气管道,净化厂防雷工程. 26.陕京输气管道大修工程. 27.西部原油成品油管道全线防雷接地工程. 28.淮武线接地工程. 29.塔西南(塔里木)部分防雷接地

40、工程. 30.大港枣庄管线防雷接地工程. 20 第一 第四章 1,优化避雷针 中光高科石化专用防雷产品介绍 一,防直击雷避雷针 1) ,中光 ZGU 系列优化避雷针采用气隙放电,阻抗限流等综合技术,明显地改变了雷电 流的泄放过程.雷电波形被展宽,幅值降低,波头上升陡度减缓,降低地电位反击,减小 雷电感应高电压,改善泄流线周围电磁环境, 减小了感应雷击概率.其结构新颖,美观大 方,安装方便,对建筑物具有装饰作用.适用于高层建筑,广播,通讯设备等防直击雷, 有效的保护电子信息系统的安全. 2) ,光 ZGU 系列优化避雷针研究开发历程: 1997 年 9 月 ZGU 型优针通过邮电部生产定型鉴定

41、1998 年 4 月通过建设部专家会议评审 1998 年 10 获中国发明专利(312548) 2004 年获得中国专利(200420105299.9)和韩国专利 1999 年, 2003 年, 2008 年 ZGU 系列分别通过国家电力武汉高压研究所检验证书号: (1999) 避字第(038)号;电器(2003)第 024 号;电器(2008)第 053 号 3) ,优化避雷针技术指标: 序 号 系列 型号 冲击 电流 kA 300 200 陡度衰 减倍率 8/20s 33 25 幅值衰减 率(%) 8/20s 80 65 电 阻 1 1 高 度 m 3 2 质 量 kg 42 18 抗风

42、强度 m/s 40 ZGU-3A2 安装 尺寸 mm 2600.5 6-17 均布 2000.2 6-11 均布 备 注 1 2 优化避 雷针 ZGU-5A3 4) ,外形及结构示意图 1 5 2 6 3 4 1 2 3 4 5 6 接闪器 球 阻抗单元 底座 锁紧螺母 安装板 ZGU-5A3 ZGU-3A2 结构示意图 21 第一 2,双极避雷针工作原理 1) ,当雷云接近建筑物等地面设施时,此时普通避雷装置和建筑物等设施上的电位急剧 增加,集垒大量电荷,当电荷达到一定能量时,便产生云地闪电. 2) ,当雷云接近双极避雷针时,双极避雷针的刷子和电位缓解装置之间产生电晕放电现 象, 把双极避雷

43、针顶集中的电荷分散中和, 并在双极避雷装置上部空间形成低电荷层, 高 阻抗区.通过双极避雷针的持续的电荷放电分散,使被保护对象的上部形成较宽的空间 低电荷区,因此可以防止电荷的集中,预防雷电击中被保护设备现象的发生,把雷云转 移到周围其它地方接闪. 3) ,双极避雷针的主要目的是预防雷击现象的发生. 4) ,当雷云离开被保护对象时,双极避雷针就自动停止中和放电,恢复到原来的状态. 所以根本上预防了雷电对被保护设备和建筑物等设施的袭击. 5) ,双极性避雷针图 针头 电荷感应板 电晕放电部位 镀铜不锈钢刷 底座 3,ZGUJA 系列双极优化避雷针工作原理 1) ,中光 ZGUJA 系列双极优化避

44、雷针具有优化避雷针和双极避雷针的双重特点.一般情 况下,双极优化避雷针能使被保护对象的上部形成较宽的空间低电荷区,因此可以防止 电荷的集中,预防雷电击中被保护设备现象的发生,把雷云转移到周围其它地方接闪, 预防雷击现象的发生.如果强雷击击中双极优化避雷针时,它具有优化避雷针的功能, 可降低雷电波幅值,降低减缓波头上升陡度,降低地电位反击,减小雷电感应高电压,改 善泄流线周围电磁环境, 减小了感应雷击概率. 2) ,ZGUA 系列双极优化避雷针技术指标: 22 第一 型号 ZGUJA-1 ZGUJA-3 最大放电 击穿电压 陡度衰 幅值衰 阻值 抗风强 高度 质 量 电流 kA 提高率% 减倍率

45、 减率% 度 m/s m kg 300 200 1540 1540 2545 5585 1530 5585 1 1 40 40 保护对象 1.2 202 通讯,广播,气象,机场, 港口,高层建筑等 1.6 182 通讯,广播,气象,机场, 港口,高层建筑等 3) ,ZGUA 双极优化避雷针示意图 ZGUA-1 双极优化避雷针示意图 ZGUA-3 双极优化避雷针示意图 二,接地产品 1,接地工作机理介绍 1) ,经过多次,反复,精确测量表明,越靠近接地极芯的土壤电阻率对接地极的总接地 阻抗的影响越大, 如果在距极芯为 305 米处测得的接地极阻抗为 117的话, 那么在 7.62 米处应为 10

46、0,在 0.3 米处应为 68,因此在距芯为 0.3 米的区域,如果能用一种其 电阻率仅为几,甚至零点几M 的非金属矿物质和电解物质的新颖材料代替接地区域的 土壤,那么无疑能使接地极的接地阻抗大大地降低,我们将金属极芯和这种新颖接地材 料用液压成形的办法制作成了一种新颖的接地极非金属低电阻接地模块. 2) ,图 1 和表 1 即十分清晰地表明了这种接地极的工作机理:接地极接地阻抗应为自极 芯向外的土壤几何体各分层阻抗串联之总和 . 23 第一 图1 垂直接地体电流扩散及土壤几何体总冲击接地阻抗之形成示意图 引流线 土壤几何体 电流线 1 2 金属极芯 分层土壤几何体 表1 离极芯表面 距离(m

47、) 离极芯表面距离占总接地阻抗的百分比 0.03 25 0.0 38 0.09 46 0.15 52 0.3 68 1.5 86 3.0 94 4.6 97 6.1 99 7.62 100 30.5 104 305 117 占总接地阻抗 的百分比(%) 2,ZGD 系列低电阻接地模块介绍 1) ,ZGD 系列低电阻接地模块是一种以非金属材料为主和电解物质组成的接地体.其导电 性,稳定性较好,增大了接地体本身的散流面积,减小了接地体与土壤之间的接触电阻, 具有优良的吸湿保湿能力,通过释放电解质改善周围土壤的导电特性,能获得低而稳定 的接地电阻. 2) ,低电阻接地模块的特点: (1) ,无毒无害

48、不污染空气,水源和土壤; (2) ,不含对人体有害的铅,镉,汞,砷等八种重金属和放射性有害物质,符合环保部 要求. (3) ,经大电流冲击后阻值不会增大,不会出现发脆,弯曲,断裂等等现象,因此能够 长期稳定的使用; (4) ,常规金属接地极一般是五年左右,而低阻接地极可长达五十年之久. (5) ,使用寿命 50 年以上; (6) ,可用于沙漠地区和常年冻土带等恶劣地质条件; 3) ,低电阻接地模块在一些国家大型工程,多项重要军事工程中使用.如:大型油田; 西气东输工程;青藏铁路;全国电气化铁路接触网防雷接地改造工程;高速公路;民航 24 第一 机场;卫星发射场;大,中型变电站;金融机构;移动基

49、站;小灵通基站等多项重大防 雷接地工程项目.该模块特别实用在高土壤电阻率的地区使用如高原,戈壁,沙漠等工 程中使用非常成功.以批量出口到韩国,日本,南北美洲,东南亚等国家. 4) ,低电阻接地模块主要技术指标 型 号 外形尺寸 mm 150800 2601000 50040060 质 量 kg 23 55 20 室温下电阻 率 m 0.1 0.1 0.1 工频接地电 a 阻 7 4 6 工频接地电阻 Rj 估算式 Rj0.18 Rj0.11 Rj0.16 标准甘汞电极(SCE) 腐蚀电位 mV -700 -700 -700 ZGD-I-2 ZGD-I-3 ZGD-II-1 a 土壤电阻率取成都

50、地区典型值 40m. 5) ,低电阻接地模块结构图: ZGD-II-1 ZGD- I -2 ZGD- I -3 3,ZGD 型石化专用低电阻接地模块 1) ,ZGD 型低电阻接地模块是一种以非金属材料为主的接地体,它由导电性,稳定性较好 的非金属矿物,电解物质和阳极材料等组成,适用于有阴极保护要求的接地工程,可用 作建筑物(构筑物)防雷接地,防静电接地,交流工作接地,直流工作接地,安全保护接 地以及其它目的接地体. 2) ,ZGD 型石化专用低电阻接地模块执行企业标准:Q/20184261-88-2006.本产品通过 部级生产定型鉴定. 3) ,本产品获国家专利,专利号:94230002.5,

51、97107543.3. 4) ,ZGD 型石化专用低电阻接地模块的极芯是离子接地极 ,而极芯四周是压制成型的导电性和稳 定性均很好的非金属矿物质和电解物质.一方面由于接地模块和周围土壤之间的接触面积,和土壤之 间的亲和力大大增加,模块材料的吸湿,保湿和潮解特性而导致接触面及接触面附近土壤的湿润度大 大增加,从而导致低阻接地极和土壤间的接触电阻大大降低.另一方面接地模块通过其表面上的许多 释放小孔吸收周围土壤中的水分,水分与接地模块内部的电解物质进行稀释而形成降阻液,降阻液又 通过释放小孔不断地释放到接地模块周围的土壤中去而逐步形成形如毛细血管状降阻离子网络,大大 25 第一 增加了接地极的等效

52、直径 D 和等效长度 L.因此它是低阻接地极和离子接地极的有机结合.除了保留 低阻接地极的一切特点外,其接地电阻更低而且更加稳定,可靠.多种场合均能适用. 5) ,ZGD 型石化专用低电阻接地模块通过第三方检测;对钢铁不产生电化学腐蚀,能起到 阴极保护作用.可用于油罐,输油管线的防电化学腐蚀的接地. ZGD 型石化专用低电阻接地模块结构及周围毛细血管状电解离子网络示意图 离子接地极 低阻接地极 毛细管状电解离子网络 周围回填土 6) ,ZGD 型石化专用低电阻接地模块的主要技术指标 型 号 ZGD-I-2a 150800 23 0.5 6 Rj0.16 ZGD-3a 2601000 55 0.

53、5 4 Rj0.10 外形尺寸 mm 质量 kg 室温下电阻率m 工频接地电阻 工频接地电阻 Rj (估算式) *土壤电阻率取成都地区典型值 40m. 7) ,ZGD 型石化专用低电阻接地模块的结构外观图: ZGD-2a ZGD-3a ZGD-2a ZGD-3a 26 第一 8) ,ZGD 型石化专用低电阻接地模块第三方检测报告 27 第一 4,接地模块用量计算,埋设方法及注意事项 1) ,根据拟建接地装置埋设地层的电阻率,采用下式计算低电阻接地模块的用量. (1) ,ZGD-I 型,垂直埋置,单个模块的接地电阻: Rj = 4 L( L + 2h) Ln M 0 2L d ( L + 4h)

54、 (2) ,ZGD-型,水平埋置,单个模块的接地电阻: M0 ab (3) ,并联后的总接地电阻: R j = 0.22 Rnj = 式中: Rj n 埋置地层的电阻率(m) ; L 型模块的长(m) ; d 型模块的直径(m) ; h 接地模块的埋置深度(m) ; a,b 型模块的长,宽(m) ; M0 模块调整系数: ZGD-2 型取 0.35; ZGD-3 型取 0.30;ZGD-1 型取 0.33; n 接地模块个数; 模块利用系数,可采用 0.550.85. 亦可采用技术指标表备注栏所列估算式进行简易计算. 2) ,埋设方法 (1) ,低电阻接地模块可进行垂直埋置或水平埋置,埋置深度

55、不宜小于 0.5m,一般为 0.8m1.0m. (2) ,采用几个模块并联埋置时,模块间距不宜小于 4m. (3) ,埋置较重的 ZGD-3 型模块时,可运用随产品配备的把手,套入极芯,旋紧螺母, 或穿以铁丝或绳索,抬降至基坑中. (4) ,低电阻接地模块的极芯互相并联或与地线连接时,必须进行焊接.要求用同一种 金属材料焊接,确保连接的可靠性.焊接长度应不小于 100mm,不允许虚焊,漏焊,假焊. (5) ,应在焊接处清除焊渣,涂上一层沥青或防腐漆,以防焊接处腐蚀. 3) ,注意事项 (1) ,贮存模块应经常维护,保持一定湿度,避免高温,干燥,曝晒. 28 第一 (2) ,运输和安装时,应避免

56、机械力损伤接地模块.选择埋设位置时,应避开高温影响 地段. (3) ,回填土时可适量洒水分层夯实,待低电阻接地模块吸湿 72 小时后测量接地电阻. (4) ,在寒冷地区,模块应埋设在冻土层以下. 三,石化专用 SPD 产品 1,ZGSD40-YB 电源浪涌保护器 1) ,工作原理 当有感应雷电侵入电源传输线时, 电源浪涌保护器中的防雷组件将以纳秒级 (25ns) 的响应速度呈现低阻状态,迅速将雷电泄放到大地,把雷电过电压限制在用电设备允许 承受的电平以下.当线间出现过电压时,线间的非线性组件同样可将过电压限制在设备 允许的范围以内,使用电设备免受其害. 2) ,ZGSD40-YB 电源浪涌保护器执行的标准是:GA173-2002,Q/20184261-86 2002 和 GB3836.1. 3) ,ZGSD40-YB 电源浪涌保护器的特点:放电电流大,限制电压低;有遥讯指示功能;具 有体积小,结构简单,安装方便等优点. 4) ,本电源浪涌保护器为B 类隔爆型 T6 组,标志为 Exe BT6.可安装于户内和户外, 外壳防护等级是 IP65.可钢管或电缆