水泥厂电气自动化系统的接地与防雷技术探究

薛鑫刚

安徽海螺建材设计研究院有限责任公司 安徽芜湖 241009

我国目前的电气化接地处理标准逐步提高，已经与相关的国际标准逐渐对接，因此在水泥厂建造过程中，要按照相关规定合理地进行电路设计，降低水泥厂的安全隐患。在水泥厂接地与防雷工作中，最重要的就是保证相关行为能够严格按照规范标准实施。

1 防雷装置设计

在常规建筑防雷设计中，设计人员往往只会考虑到雷电对建筑造成的直接危害，而忽略雷电波和电磁脉冲感应对建筑物内工作人员和工作设备的危害。由于科技化发展在工业加工过程中的普遍应用，工厂内的电子设备也逐渐增多，雷电波和电磁脉冲感应可能会使电子设备产生故障，使得近几年来雷电所导致的电子设备事故也逐渐增多，降低了水泥厂的生产效率。因此设计人员要重视对雷电的二次防范，在内部和外部都安装防雷装置，加强对雷电波和电子脉冲感应的重视和预防，降低雷电对电气自动化系统的影响。常规来说外部防雷装置是由接电器、引线和接地装置组成，主要用来预防雷电对建筑的直接伤害.在满足国家标准的条件下，水泥厂可以使用建筑外部的金属来作为接电器和引线，降低建造成本。内部防雷装置则是用来降低雷电波和电磁脉冲感应对电子机器和人体的影响，一般是通过公共接地系统来完成内部防雷装置的布置，此外目前也会通过一点接地法来配备建筑内部防雷装置。在内部布置防雷装置的同时，也要对电气自动化系统比较密集的房间安装屏蔽系统、降低线路密度，从多个方面入手，避免电气自动化系统受到雷电危害。可以说外部防雷装置和内部防雷装置的结合，才能够全方位降低雷电对水泥厂的危害[1]。

以在水泥厂内安装防雷装置为例，在对圆形仓库进行外部防雷装置安装时，可以采用仓库自身的外部金属来作为接电器，但由于圆型仓库的钢筋在振捣时可能会产生错位，因此要安装专门的引雷线。如果仓库是方形，则可采用仓库自身的外部金属作为接电器，采用仓库自身的钢筋作为引雷线。在引雷线之间的连接处、引雷线与接电器的连接处、引雷线与接地装置的连接处要完全焊接，不可以进行捆绑处理。捆绑久置之后可能会松散，引雷效果降低，建筑的风险性增加。在外部防雷装置安装完成后，水泥厂管理层要安排员工定期对建筑的防雷装置进行安全性检测，可以在3月份清空厂内的所有工作人员，对每个建筑进行雷电装置检测，保证雷电装置的安全性，降低夏季的雷雨对水泥厂建筑的危害。

2 接地电阻问题

在水泥厂建筑中使用公共接地方法能够有效避免等电位的问题困扰，但公共接地法也有较为明显的缺点，就是在采用公共接地法的防雷措施时，建筑内部的计算机信号较差，影响工作效率。为此，设计师们对此进行了研究，发现之所以会影响建筑内部的计算机信号，是因为公共接地措施导致了共阻耦合现象，影响电路的电压。为了避免计算机信号被干扰，技术人员给出了一点接地的解决方法。一点接地的接地方式是等电位路段呈树干式结构，接地后连接到单点上，不会形成环路，在安装一点接地引雷装置时应该注意不能与引雷线平行，避免磁场干扰。

以在水泥厂内使用一点接地法的引雷装置为例，在电网中要设置最小的电阻数值，如果接地板的电阻不能达到要求标准，则可以在接地板的四周增设四块接地体，并将4块接地体按照距离均匀分配。由于等电位连接使得计算机信号不再受大地的影响，因此接地体的电阻没有限制。在建筑物内要对所有的低压用电设备安装绝缘设施，绝缘设施的冲击电压要在6kv左右，保证设备能够提供足够的耐压性，同时在建筑内部还要安装过电压保护器，保护建筑物内部的电气化系统的电压[2]。

3 配电回路问题

在雷雨天气，雷电也可能会以电源为导体，对建筑内部的电气系统造成一定的伤害，影响水泥厂的工作效率，因此技术人员需要开展一定的研究，解决相关问题。目前水泥厂的最高级电压为110kv，110kv的供电线路会被架空，这使得水泥厂的电缆更容易遭到雷电的侵害，在被雷电击中后，线路也会产生耦合现象，对水泥厂内的电子仪表和计算机设备造成一定的损坏，因此，需要在110kv的电缆上增设防雷装置，降低雷电带来的风险。目前水泥厂的电压还有10kv和0.4kv两种，由于这两种电压使用的电路都是电缆，因此被雷电直接击中的概率大大降低，故而不研究这两种线路在雷电预防中的措施。

以对110kv的电缆线路进行防雷措施设计为例，水泥厂的技术人员可以在电气系统的电源配置处进行三种措施，第一种措施，从供电室进行防护，在供电室的高压端配备功能较为完善的内部防雷装置，第二种措施，在低压端安装阀型防雷装置，第三种措施，在电箱附近配备防浪涌设备。以上三种措施能够有效降低雷电对110kv供电线路的影响，水泥厂应该结合自身的建筑情况选择合适的防雷措施。如果水泥厂的建筑情况较为复杂，则可以选择两种或两种以上的防雷措施，进行多重防护。此外水泥厂还可以在每一级电源处安装防雷设备，预防在雷电天气时，雷电沿着电路对电气系统造成一定的伤害，最大限度的保护水泥场内的电气设备。在实践中可以发现，雷电也可以在网络电缆中流动传播至电气系统，但由于网络电缆与建筑内部的电气设备连接较少，故而该种情况不予考虑[3]。

4 结语

水泥厂的建设对当地的民生生活有着较大的影响，同时水泥厂的建设成本较高，维修成本也较高，因此需要在建设过程中重视相关防护措施，降低水泥厂的经营成本。水泥厂中的电气自动化设备较多，如果受到雷电影响而出现损坏，则会对水泥厂的生产经营产生较大的影响，带来经济损失，因此水泥厂需要重视接地和防雷技术，最大限度地保护场内的电气自动化设备，保证水泥厂内的生产安全。