摘要：天然氣能源已經成為推動我國社會發(fā)展的主要能源類型之一，為我國社會生產做出了不小的貢獻。在天然氣集輸站場運行的過程中，智能化程度較高的儀表經常會因為受到雷擊因素的影響造成損害，從而影響輸氣生產設備的正常使用。為了保證天然氣能源使用過程的安全性，就必須解決雷擊對儀表系統(tǒng)的影響和損害，并提出相應的防雷擊措施，增強天然氣儀表系統(tǒng)的安全性。

關鍵詞：自動計量；流量管理器；雷擊；儀表系統(tǒng)；天然氣集輸站場

天然氣能源最早是被應用于個體用戶的，隨著對天然氣能源的持續(xù)開發(fā)和大量引用，現(xiàn)在天然氣能源已經進軍我國工業(yè)生產領域，對我國社會生產起到了很大的促進作用。在工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展前景下，天然氣應用過程中面臨的最大挑戰(zhàn)就是智能化的天然氣儀表系統(tǒng)經常會承受較大的使用壓力，其中包括儀表系統(tǒng)絕緣強度較低，承受電壓較大，無法抵御雷擊等問題。部分天然氣儀表系統(tǒng)的附近區(qū)域發(fā)生雷擊之后，雷電經過電壓的傳輸和脈沖電磁場的過濾環(huán)節(jié)之后，也會通過電流影響儀表系統(tǒng)的正常工作。雷擊給天然氣自動化儀表系統(tǒng)帶來的影響有很多，雷擊不僅會對天然氣自動化儀表系統(tǒng)造成損壞，也會對工作人員的人身安全造成威脅。

1天然氣流量自動計量現(xiàn)狀

天然氣流量自動計量是通過對天然氣的各項數(shù)據(jù)進行測量和分析后最終算出的體積流量。所以天然氣流量自動計量的特點使精準程度高，穩(wěn)定性強。在實際使用過程中，天然氣流量自動計算模式有多種類型，智能儀表盤的類型也有很多，例如多參數(shù)儀表，單參數(shù)儀表，溫度傳感器等。上述幾種類型都是在實際應用中常見的幾種儀表類型，屬于集成度極高的流量計量儀表系統(tǒng)，為天然氣流量自動計量工作帶來了不少便利。

2雷擊對智能儀表系統(tǒng)的危害形式

2.1直接雷擊

直接雷擊是智能儀表系統(tǒng)損壞的常見形式。當現(xiàn)場儀表系統(tǒng)被雷電直接擊中之后，儀表系統(tǒng)內部的傳感器設備會產生相應的損壞。當雷電沒有直接計入儀表系統(tǒng)，而是集中到與儀表系統(tǒng)相連接的管道設備時，也屬于直接雷擊。雷電對現(xiàn)場儀表系統(tǒng)的損壞會直接作用于內部電子線路電子設備上。所以當雷電直接擊中現(xiàn)場儀表設備之后，經常會造成儀表設備的直接癱瘓。而雷電流在擊中儀表設備之后，會通過儀表支架流入大地，在儀表附近形成一個極其強大的感應磁場，這種磁場會進而影響附近其它的電子設備。直接雷擊必然會造成信號傳輸回路的癱瘓，不僅會損壞儀表設備，還會對室內的電子設備造成損壞。

2.2感應雷擊

2.2.1靜電感應并不是所有儀表系統(tǒng)的損壞都是由雷電直接擊中造成的，當雷電沒有直接集中現(xiàn)場儀表系統(tǒng)的任何設備時，同樣會對雷電系統(tǒng)造成一定程度的損傷。雷電是由雷云聚積形成的，在雷云聚集過程中所形成的磁場會引導地面物體，尤其是材質屬于導體的物體聚集大量的電荷，當電荷聚集到一定程度之后，就會產生放電行為。電流會通過地底的信號傳輸線路進入現(xiàn)場儀表系統(tǒng)，從而影響現(xiàn)場儀表系統(tǒng)和電子設備的正常工作，偶爾會出現(xiàn)的嚴重后果是造成儀表系統(tǒng)和用電設備的損壞，其實這也說明了感應雷擊對儀表系統(tǒng)和電子設備的損壞程度并不是很高，至少相較于直接雷擊行為造成的后果還是屬于輕后果范疇之內的。但是靜電感應對現(xiàn)場儀表系統(tǒng)和用電設備正常工作還是會起到一定程度的影響，沒有釀成較大后果的原因主要在于，放電電流若是想要對儀表系統(tǒng)和用電設備造成直接損壞，則需要一定標準數(shù)額的電量。而放電電流若是想要聚集足以損壞現(xiàn)場儀表和用電設備的電量，需要一定的時間，一般情況下在這段時間之內操作人員已經采取了相應的解決措施，將可能出現(xiàn)的最嚴重的后果扼殺在搖籃里。2.2.2電磁脈沖輻射電子脈沖輻射也是造成天然氣現(xiàn)場儀表系統(tǒng)損傷的主要因素，是指通過雷擊電流在空間內產生的電磁場不斷的向外輻射電磁波，輻射范圍較廣，會直接影響輻射范圍內的計算機、儀表系統(tǒng)等各種電子設備。尤其是材質屬于金屬導體的電子設備，受電磁波的影響最大。電磁脈沖輻射對電子設備的損害原理是當電磁波輻射在各類金屬導體上之后，就會產生感應電動勢或者感生電流。屬于金屬導體的電子設備承受不了感應電動勢和感生電流的沖擊，從而造成電子設備的故障和損壞。最嚴重的后果是由于導致某一金屬導體的工作失靈，從而影響整個儀表系統(tǒng)的工作失效。

3天然氣自動化儀表系統(tǒng)防雷的主要措施

3.1接閃

實際上，雷擊損害屬于自然災害，同時也屬于外來因素對儀表系統(tǒng)的侵入損害。所以，解決這種侵入損害的有效治理措施就是通過外接、導流等措施的綜合應用，才能真正做到對儀表系統(tǒng)的防護。接閃是防雷的主要措施之一，這種措施是通過儀表系統(tǒng)所屬的建筑物防雷裝置來實現(xiàn)的。在保護儀表系統(tǒng)的同時，也保護了周圍的油罐等高危設施。所以，在前期設計的過程中也會將現(xiàn)場儀表系統(tǒng)和周圍的高危設施進行融合接洽設計，從而起到現(xiàn)場整體防護的效果。

3.2均壓

對雷擊損害自動化儀表系統(tǒng)過程進行分析之后，會發(fā)現(xiàn)當雷電擊中儀表系統(tǒng)后，雷擊電流所經過的路徑的電位會瞬間升高。當雷擊電流經過路徑的電位升高之后，就會與正常構件的電位形成電流差。這種瞬時的電流差通常會超過二者之間的絕緣耐受強度，從而產生的電能會對儀表系統(tǒng)直接造成損壞。這就是雷擊對自動化儀表系統(tǒng)造成損壞的整個過程。罪魁禍首就是當雷擊中儀表系統(tǒng)之后產生的瞬時的高電流。針對這一特性可以發(fā)現(xiàn)，如果能夠成功地將這種由雷擊產生的瞬時高電流疏導至自動儀表系統(tǒng)外，或者同時分攤給幾個儀表構件，來達到與正常路徑的電流差不超過正常值的效果。這樣就可以有效地保護儀表系統(tǒng)的正常運行。均壓，就是根據(jù)這種解決原理而形成的解決方案，通常在雷電天氣來臨之前，會將現(xiàn)場儀表系統(tǒng)中所有的屬于金屬導體材質的構件全部連接在一起，包括室外自動化儀表系統(tǒng)的金屬構件和室內控制設備的金屬構件。形成一個通暢的整體電路，然后在室外增加一個與儀表控制室相連的防雷接地系統(tǒng)。當雷電天氣來臨之后，自動化儀表系統(tǒng)遭受雷擊產生的大量電流會均攤給相互連接的金屬設備，這是每一個金屬設備所負荷的電流是相同的，且與正常的電流值之間的電流差是絕緣耐受強度之內的數(shù)值。這些電流會通過防雷接地系統(tǒng)慢慢的導出，直至不再影響自動化儀表系統(tǒng)。在這整個過程中，自動化儀表系統(tǒng)的正常工作是不會受到影響的，這種完善等位電位連接已經成為天然氣集輸站場自動化儀表系統(tǒng)防雷擊的主要措施。

4結語

天然氣能源給我國社會發(fā)展提供了新的路徑，也影響了我國社會資源的生產方式。在天然氣的使用過程中，一定要注意各種各樣的能夠對天然氣儀表系統(tǒng)造成威脅的因素。雷擊因素已經成為影響天然氣正常工作的主要因素之一。除了上述的幾種解決措施之外，在實際生產過程中還可通過加裝避雷針、增加儀表間的接地裝置等方式最大程度的避免雷擊天氣對天然氣自動化儀表系統(tǒng)的損害，保證天然氣儀表系統(tǒng)正常運行，保證工作人員的人身安全。

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作者：陳奔泉 譚洪偉 單位：中石油管道有限責任公司西氣東輸分公司廣東管理處