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電磁流量計的防雷電手藝切磋

來歷:作者:頒發時候:2016-09-29 09:06:25

 【擇要】本文按照供水企業電磁流量計的操縱和散布特色,闡發了雷電直擊、雷電波侵入、雷電感到對電磁流量計的損害,提出了有針對性的雷擊防護辦法。

 
        最近幾年來,電磁流量計由于其線性好、量程比寬、靠得住性強和切確度高檔特色,在供水行業中獲得了普遍操縱,特別在奉行智能化的廣州地域,其操縱規模涵蓋水廠工藝投加計量、收支廠水計量,加壓站收支水計量、分區水量計量、用戶售水連系計量等范疇,對供水辦理起著極為首要的感化。與此同時,電磁流量計依然存在著輕易受電磁攪擾、耐壓和耐流才能差等缺點,其一旦遭到間接雷擊或感到雷擊,雷電過電壓和過電流就會經由過程電源線、旌旗燈號線或穿線管等路子引入到流量計,影響流量計的通俗運轉。若是防護不妥,不只使流量計任務失靈粉碎,更會使企業的出產打算和供水調劑遭到影響,乃至會給企業帶來經濟好處的喪失。是以,古代智能供水體系的流量計掩護,特別須要高度正視防雷的設想辦理。
 
        本文僅從供水行業中電磁流量計的雷電防護設想方面,切磋一些詳細的可遵守的體例。
 
一、概述雷擊對電磁流量計粉碎路子
        雷擊對電磁流量計的粉碎,從情勢上可分為間接雷擊與感到雷擊。間接雷擊是指帶電云層與修建物、儀表箱或防雷裝配之間發生的迅猛放電景象,雷電暢通常會沿著管線進入流量計的傳感器模件,進而粉碎流量計的電子線路板。感到雷擊的粉碎也稱為二次粉碎,它分為靜電感到雷擊和電磁感到雷擊兩種。靜電感到雷是當雷云對地放電或云間放電時,云層中的負電荷在剎時消逝,那末在線路上感到出的這些被束厄局促的正電荷也就在一剎時落空束厄局促,在電勢能的感化下,這些正電荷將沿著線路發生大電流打擊,進而粉碎儀表。電磁感到雷則是在雷電閃擊時,由于雷電流的變更率大,而在雷電流的通道四周就會構成一個很強的感到電磁場,對儀表箱內的流量計構成攪擾、粉碎,經由過程管道、電纜將高電位引入到電磁流量計,構成攪擾和粉碎。
 
        按照供水裝備管網的散布與監測特色,電磁流量計普遍籠蓋于都會的各個位置,歸納綜合的講,其散布位置可分為兩大類。一類是裝配于儀表裝備房內或樓宇裝備箱內,此類流量計根基裝在都會修建物防雷舉措辦法體系的籠蓋規模內,加上儀表本身體積較小,是以,流量計間接接閃的能夠性較小;別的一類則由于受園地和裝配前提的限定,根基處于郊野空闊自力的儀表箱中,這就須要較長電源線、旌旗燈號線和勵磁線停止線路敷設,當雷擊發生時,接近雷擊點的電纜發生感到電壓,并向地傳導,構成剎時電涌電壓或電流,電纜中的電涌通報到流量計,構成儀表的軟件或硬件毛病。對防雷設想而言,要按照流量計的裝配位置、年估計雷擊次數、防雷品級等綜合身分肯定實行防雷工程。
 
二、電磁流量計防雷的首要辦法
        雷擊對電磁流量計的粉碎路子是多方面的,儀表箱四周空闊,不較高的修建物,表箱的金屬構件很輕易落雷,為避免間接落雷,需修建一個防直擊雷的避雷針。而在對流量計被雷擊的毛病統計中,遭受感到雷導致流量計粉碎的幾率很是高的,感到雷進入體系的路子首要有交換供電電源、公開供水管道和儀表室修建物本身,以是防雷計劃設想應當接納多種避雷裝配,即綜合性防雷辦法,這些辦法首要包含接閃、分流、接地、屏障和設置浪涌掩護器等。這些辦法必須綜合操縱,才能真正到達計量儀表體系的防雷。
 
2.1 防直擊雷
        防直擊雷的裝配首要接納接閃器體系,由接閃器、引下線和接地裝配 3 局部構成。接閃器位于防雷裝配的頂部,其感化是操縱其超出跨越被掩護物的凸起位置把雷電引向本身,承接直擊雷放電,并經由過程引下線和接地體寧靜地引入公開,使接閃器下部掩護規模內的修建物和裝備免受間接雷擊。由于供水舉措辦法儀表室房體較小,可在儀表室較長的一邊中點處做垂線,之外墻為出發點,距墻體 3 米處建造一個自力避雷針,其高度按照室高與針高 1:3 的比例停止設想,接地極接納熱鍍鋅角鋼,規格為 50mm×50mm×5mm,長度為 2.5米,垂直打入公開,頂端距空中大于 0.8 米,間距為 5 米。 
 
2.2 防感到雷
        電磁流量計外部器件大批接納半導體和集成電路,由雷擊發生的瞬態電磁脈沖能夠間接輻射到這些元器件上,也能夠在電源或旌旗燈號線上感到出瞬態過電壓波,沿線路侵入流量計裝備,使流量計任務失靈或粉碎。為避免感到雷擊,本文接納以下幾種防護辦法。
 
2.2.1 屏障與接地
        屏障是操縱屏障體來反對或衰減電磁脈沖的能量傳布是一種有用的防護辦法。為了避免雷電電磁脈沖在旌旗燈號或電源線路上感到出瞬態過電壓波,流量計旌旗燈號線、勵磁線及高壓電源線都應接納有金屬屏障層的電纜,盡可能避免電纜袒露于掩護管之外。就瞬態過壓防護而言,旌旗燈號線或電源線的屏障層應沿線路單點接地,并將電纜敷設在鋼制電纜槽盒、金屬管內,以此按捺低頻攪擾。
 
        為了使儀表靠得住接地,進步丈量精度,不受外界寄生電勢的攪擾,傳感器應有杰出的零丁接地,且通俗接地電阻應小于 10 歐姆。當傳感器裝配在絕緣管道時,傳感器兩側應裝有接地環,而后經由過程導線與傳感器接地端毗連一起接地。接地電極接納耐蝕合金資料制成,并與管軸互成 180 度散布。別的,傳感器、轉換器的回路接地及屏障接地也應予以充足的正視。
 
2.2.2 加裝浪涌掩護器(SPD)
        在儀表室的屏障和接地辦法達不到掩護響應電氣及電子裝備的請求時,為削減電磁脈沖粉碎的強度,應按照現實環境加裝多級浪涌過電壓防護器,它是一種用于掩護各類電子裝備、儀器儀表、通信線路免遭雷電電磁脈沖或操縱過電壓粉碎的電子裝配。在現實操縱中,可接納有用的并聯箝位元件,加上濾波器,構成串連式的浪涌按捺器是,這是**有用的浪涌掩護體例。
 
        別的,為增添防雷寧靜系數,在流量計前端增添 UPS,固然UPS 的感化是在供電體系俄然停電或電壓缺乏時對裝備供給撐持,起到掩護電氣和電子體系、處置節制器免受局部或全數粉碎的感化,但在這里是操縱 UPS 的別的一個功效,當避雷器不能完整泄掉侵入的雷電時,便會將 UPS 擊毀,從而起到**后掩護流量計不被粉碎的感化,選用 UPS **首要的緣由是價錢昂貴。
 
三、操縱實例
        以白云供水所所屬廣州電飯煲廠對開管網電磁流量計為例,該表供電電壓是 220VAC,由轉換器和傳感器構成,二者之間經由過程勵磁線和旌旗燈號線毗連,旌旗燈號傳輸接納摹擬 4~ 20mA 規范旌旗燈號疊加HART 和談,數字旌旗燈號電平為 24VDC。按照今朝的雷電防護手藝和過壓防護規范 IEC61000 - 4-5、ITU- TK20 /K21 及國標 GB9043 對于雷擊浪涌抗擾度測試條則,連系現場現實環境,接納以下防護辦法。
 
        1.操縱雷電接閃器體系避免直擊雷的損害;
        2.接納多條理的電磁屏障下降或限定感到過電壓的發生;
        3.接納 1:1 電感器電源斷絕體例處理,其道理是:與通俗變壓器的道理是一樣,操縱電磁感到道理,操縱變壓器的斷絕感化,構成雙斷絕變壓器,即兩組變壓器毗連,低級單相 AC220V,次級也是單相 AC220V,次級從頭接地,使一次側與二次側的電氣完整通道絕緣且回路斷絕,操縱其鐵芯對高頻消耗大的特色,從而按捺高頻雜波傳入節制回路;與此同時,對有些零線和地線之間電壓請求比擬高的裝備,接納斷絕變壓器次級從頭接地體例,減小裝備零線對地電位。經由過程接納雙斷絕變壓器辦法,增強掩護,進步供電電源純潔度和抗攪擾用的才能,斷絕電網的諧波攪擾和不不變電壓,從而起到穩壓、防雷、濾波感化。
 
四、結語
        電磁流量計防雷設想是一項綜合的工程,在現實工程設想中,為了到達體系的防雷,要從儀表室、儀表旌旗燈號和電源線等多方面斟酌,綜合接納接閃、屏障、等電位毗連、接地、電涌掩護等多種辦法,別的須要電氣、修建等專業協同協作來完成,除斟酌體系寧靜性之外,還要斟酌投資的本錢、運轉的經濟性。 
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