摘要：天然氣能源已經成為(wei) 推動我國社會(hui) 發展的主要能源類型之一，為(wei) 我國社會(hui) 生產(chan) 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(yi) 表經常會(hui) 因為(wei) 受到雷擊因素的影響造成損害，從(cong) 而影響輸氣生產(chan) 設備的正常使用。為(wei) 了保證天然氣能源使用過程的安全性，就必須解決(jue) 雷擊對儀(yi) 表係統的影響和損害，並提出相應的防雷擊措施，增強天然氣儀(yi) 表係統的安全性。
關(guan) 鍵詞：自動計量；流量管理器；雷擊；儀(yi) 表係統；天然氣集輸站場
天然氣能源最早是被應用於(yu) 個(ge) 體(ti) 用戶的，隨著對天然氣能源的持續開發和大量引用，現在天然氣能源已經進軍(jun) 我國工業(ye) 生產(chan) 領域，對我國社會(hui) 生產(chan) 起到了很大的促進作用。在工業(ye) 自動化控製技術的發展前景下，天然氣應用過程中麵臨(lin) 的最大挑戰就是智能化的天然氣儀(yi) 表係統經常會(hui) 承受較大的使用壓力，其中包括儀(yi) 表係統絕緣強度較低，承受電壓較大，無法抵禦雷擊等問題。部分天然氣儀(yi) 表係統的附近區域發生雷擊之後，雷電經過電壓的傳(chuan) 輸和脈衝(chong) 電磁場的過濾環節之後，也會(hui) 通過電流影響儀(yi) 表係統的正常工作。雷擊給天然氣自動化儀(yi) 表係統帶來的影響有很多，雷擊不僅(jin) 會(hui) 對天然氣自動化儀(yi) 表係統造成損壞，也會(hui) 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狀
天然氣流量自動計量是通過對天然氣的各項數據進行測量和分析後最終算出的體(ti) 積流量。所以天然氣流量自動計量的特點使精準程度高，穩定性強。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(yi) 表盤的類型也有很多，例如多參數儀(yi) 表，單參數儀(yi) 表，溫度傳(chuan) 感器等。上述幾種類型都是在實際應用中常見的幾種儀(yi) 表類型，屬於(yu) 集成度極高的流量計量儀(yi) 表係統，為(wei) 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(yi) 表係統的危害形式
2.1直接雷擊
直接雷擊是智能儀(yi) 表係統損壞的常見形式。當現場儀(yi) 表係統被雷電直接擊中之後，儀(yi) 表係統內(nei) 部的傳(chuan) 感器設備會(hui) 產(chan) 生相應的損壞。當雷電沒有直接計入儀(yi) 表係統，而是集中到與(yu) 儀(yi) 表係統相連接的管道設備時，也屬於(yu) 直接雷擊。雷電對現場儀(yi) 表係統的損壞會(hui) 直接作用於(yu) 內(nei) 部電子線路電子設備上。所以當雷電直接擊中現場儀(yi) 表設備之後，經常會(hui) 造成儀(yi) 表設備的直接癱瘓。而雷電流在擊中儀(yi) 表設備之後，會(hui) 通過儀(yi) 表支架流入大地，在儀(yi) 表附近形成一個(ge) 極其強大的感應磁場，這種磁場會(hui) 進而影響附近其它的電子設備。直接雷擊必然會(hui) 造成信號傳(chuan) 輸回路的癱瘓，不僅(jin) 會(hui) 損壞儀(yi) 表設備，還會(hui) 對室內(nei) 的電子設備造成損壞。
2.2感應雷擊
2.2.1靜電感應並不是所有儀(yi) 表係統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場儀(yi) 表係統的任何設備時，同樣會(hui) 對雷電係統造成一定程度的損傷(shang) 。雷電是由雷雲(yun) 聚積形成的，在雷雲(yun) 聚集過程中所形成的磁場會(hui) 引導地麵物體(ti) ，尤其是材質屬於(yu) 導體(ti) 的物體(ti) 聚集大量的電荷，當電荷聚集到一定程度之後，就會(hui) 產(chan) 生放電行為(wei) 。電流會(hui) 通過地底的信號傳(chuan) 輸線路進入現場儀(yi) 表係統，從(cong) 而影響現場儀(yi) 表係統和電子設備的正常工作，偶爾會(hui) 出現的嚴(yan) 重後果是造成儀(yi) 表係統和用電設備的損壞，其實這也說明了感應雷擊對儀(yi) 表係統和電子設備的損壞程度並不是很高，至少相較於(yu) 直接雷擊行為(wei) 造成的後果還是屬於(yu) 輕後果範疇之內(nei) 的。但是靜電感應對現場儀(yi) 表係統和用電設備正常工作還是會(hui) 起到一定程度的影響，沒有釀成較大後果的原因主要在於(yu) ，放電電流若是想要對儀(yi) 表係統和用電設備造成直接損壞，則需要一定標準數額的電量。而放電電流若是想要聚集足以損壞現場儀(yi) 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(nei) 操作人員已經采取了相應的解決(jue) 措施，將可能出現的最嚴(yan) 重的後果扼殺在搖籃裏。2.2.2電磁脈衝(chong) 輻射電子脈衝(chong) 輻射也是造成天然氣現場儀(yi) 表係統損傷(shang) 的主要因素，是指通過雷擊電流在空間內(nei) 產(chan) 生的電磁場不斷的向外輻射電磁波，輻射範圍較廣，會(hui) 直接影響輻射範圍內(nei) 的計算機、儀(yi) 表係統等各種電子設備。尤其是材質屬於(yu) 金屬導體(ti) 的電子設備，受電磁波的影響最大。電磁脈衝(chong) 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(ti) 上之後，就會(hui) 產(chan) 生感應電動勢或者感生電流。屬於(yu) 金屬導體(ti) 的電子設備承受不了感應電動勢和感生電流的衝(chong) 擊，從(cong) 而造成電子設備的故障和損壞。最嚴(yan) 重的後果是由於(yu) 導致某一金屬導體(ti) 的工作失靈，從(cong) 而影響整個(ge) 儀(yi) 表係統的工作失效。
3天然氣自動化儀(yi) 表係統防雷的主要措施
3.1接閃
實際上，雷擊損害屬於(yu) 自然災害，同時也屬於(yu) 外來因素對儀(yi) 表係統的侵入損害。所以，解決(jue) 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(yi) 表係統的防護。接閃是防雷的主要措施之一，這種措施是通過儀(yi) 表係統所屬的建築物防雷裝置來實現的。在保護儀(yi) 表係統的同時，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(hui) 將現場儀(yi) 表係統和周圍的高危設施進行融合接洽設計，從(cong) 而起到現場整體(ti) 防護的效果。
3.2均壓
對雷擊損害自動化儀(yi) 表係統過程進行分析之後，會(hui) 發現當雷電擊中儀(yi) 表係統後，雷擊電流所經過的路徑的電位會(hui) 瞬間升高。當雷擊電流經過路徑的電位升高之後，就會(hui) 與(yu) 正常構件的電位形成電流差。這種瞬時的電流差通常會(hui) 超過二者之間的絕緣耐受強度，從(cong) 而產(chan) 生的電能會(hui) 對儀(yi) 表係統直接造成損壞。這就是雷擊對自動化儀(yi) 表係統造成損壞的整個(ge) 過程。罪魁禍首就是當雷擊中儀(yi) 表係統之後產(chan) 生的瞬時的高電流。針對這一特性可以發現，如果能夠成功地將這種由雷擊產(chan) 生的瞬時高電流疏導至自動儀(yi) 表係統外，或者同時分攤給幾個(ge) 儀(yi) 表構件，來達到與(yu) 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(yi) 表係統的正常運行。均壓，就是根據這種解決(jue) 原理而形成的解決(jue) 方案，通常在雷電天氣來臨(lin) 之前，會(hui) 將現場儀(yi) 表係統中所有的屬於(yu) 金屬導體(ti) 材質的構件全部連接在一起，包括室外自動化儀(yi) 表係統的金屬構件和室內(nei) 控製設備的金屬構件。形成一個(ge) 通暢的整體(ti) 電路，然後在室外增加一個(ge) 與(yu) 儀(yi) 表控製室相連的防雷接地係統。當雷電天氣來臨(lin) 之後，自動化儀(yi) 表係統遭受雷擊產(chan) 生的大量電流會(hui) 均攤給相互連接的金屬設備，這是每一個(ge) 金屬設備所負荷的電流是相同的，且與(yu) 正常的電流值之間的電流差是絕緣耐受強度之內(nei) 的數值。這些電流會(hui) 通過防雷接地係統慢慢的導出，直至不再影響自動化儀(yi) 表係統。在這整個(ge) 過程中，自動化儀(yi) 表係統的正常工作是不會(hui) 受到影響的，這種完善等位電位連接已經成為(wei) 天然氣集輸站場自動化儀(yi) 表係統防雷擊的主要措施。
4結語
天然氣能源給我國社會(hui) 發展提供了新的路徑，也影響了我國社會(hui) 資源的生產(chan) 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(yi) 表係統造成威脅的因素。雷擊因素已經成為(wei) 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(jue) 措施之外，在實際生產(chan) 過程中還可通過加裝避雷針、增加儀(yi) 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(yi) 表係統的損害，保證天然氣儀(yi) 表係統正常運行，保證工作人員的人身安全。
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作者：陳奔泉 譚洪偉(wei) 單位：中石油管道有限責任公司西氣東(dong) 輸分公司廣東(dong) 管理處
