分析仪表控制系统的防雷情况
近几年石化行业的防雷形势日趋严峻，大型石化企业、输油管线和油库因雷击起火爆炸的事故时有发生。随着我国经济建设的飞速发展以及现代生活的需要，还将继续新建许多大型以及特大型石化企业，生产装置多、规模化连续生产、工艺复杂、技术密集是大中型石化企业生产的特点，生产设备的工作条件较为苛刻，也对企业生产的安全、稳定、可靠提出了较高要求。为给广大流程工业企业的生产装置和仪表控制系统的防雷设计、工程改造提供有效的决策分析，我们开展了一个仪表控制系统防雷情况和需求特点的调研分析，本文将把部分调研数据与业内同僚们分享。
1 调研样本情况分析调查对象是石化、化工、电力、冶金等流程工业企业用户，岗位以仪表主任、计控中心主任、仪控技术工程师和仪控维护为主，部分为负责仪控方面的企业领导。本次问卷调查共选取了200份此类企业样本。
雷电活动区是根据年平均雷暴日的多少进行划分的表征一个区域雷电活动强弱情况的参考指标，我们所选取的企业样本所属雷电活动区的情况如图1，从图1可以看出，此次我们调研所选择的企业样本均分布于多雷区以上的企业。
（注：多雷区：地区年平均雷暴日20-40天；高雷区：地区年平均雷暴日40-60天；高雷区：地区年平均雷暴日60天以上。所采用数据按国家气象部门公布的当地年平均雷暴日为准。）
石化、化工等行业的仪表控制系统还有它自己的特殊性，如石化、化工行业生产装置间和控制室间中数量庞大的电缆(包括I/O信号、电源、通信、视频等电缆)是将雷击浪涌引入仪表和控制系统的主要途径；所占的地域大，设备多，现场各类变送器和仪表分布面积广，各类入户电缆屏蔽、控制室屏蔽措施实施的并不尽如人意。多处于空旷的郊野，所处地地下水位较高、土壤电阻率较低，生产装置多为高层钢筋混凝土、各类金属罐、塔器等特点，故我们选取的样本以流程工业极具代表性的石油、化工企业为主，占总样本的74%，样本所属行业分布情况如图2所示。
2.2 仪控系统防雷投资必要性的情况分析
在认为防雷整改设计、施工投资必要性方面，遭受过雷击的企业认为必要的比例比未遭过雷击的要高出43.5%，遭过雷击的企业认为“非常有必要”和“有必要”的有69%；而未遭过雷击的企业该比例只有25.5%。两者具体情况对比分别见图4和图5，由此也可以看出，是否遭受过雷击，对于企业是否会做防雷整改设计、施工投资的影响非常大。
2 仪控系统防雷情况分析
2.1 仪控系统防雷措施现状分析调研中发现有26.5%的企业开展过仪表控制系统的防雷整改工作。设计施工单位大部分是浙江中控负责设计实施的，另外也有企业内部、设计院、专业的防雷公司、当地质监局。主要内容包括：加装防雷器、接地系统整改、外墙屏蔽双网、放空管专门接地、对系统电源进行二级防雷、布线整改。样本中应用防雷产品的企业比例为31.4%，接受过防雷工程技术培训的企业占到51%，没有接受过防雷培训的被调查者中大部分表示希望参加防雷工程技术培训，认为本企业防雷工程技术知识匮乏。
国内企业控制系统所采取的防雷相关措施情况如图3所示。由图3可以看出，企业开展过仪表控制系统的防雷风险评估和防雷整改设计的比例较低。而防雷风险评估恰恰是开展防雷后续所有工作的前提，为此浙江中控严格遵循IEC和相关国家标准综合考虑各风险因子，着力减少流程工业企业的安全隐患，开展了针对仪表控制系统的防雷风险评估。图 5 未遭受过雷击的企业对防雷投资的认可程度示意图
同时，这个数据也反映出流程工业企业维护人员对于是否采取防雷措施报有侥幸心里，没有遭受过雷击时认为没有必要。当发生过雷击，切实遭受过经济损失后才会重视采取防雷措施。为了企业生产的稳定运行，还是应该未雨绸缪。2.3仪控系统雷击情况分析
本次调查中有93个企业的现场工艺设备、电气设备、现场仪表和控制系统曾遭受过雷击，其中仪控系统遭受击造成损失的情况如表1（注：其中占被调查者总人数4.9%的人未回答，未统计在内。） 表 1 遭受过雷击企业中仪控系统遭受雷击情况表
图6也说明处于高雷区的长江中下游省份和南方省份更应该做好仪表控制系统的雷电防护措施，避免经济损失和人身生命安全。
2.4仪控系统开展防雷措施决策的主要影响因素分析对于仪控系统防雷，被调查企业表示不担心或没特别感觉的原因有：系统运行已有不少时间，没有出过防雷问题（占主要）；现在设备做的都比较好，工程实施也都按照各种规范做的；因为不懂，所以没什么感觉。被调查企业表示担心的原因有：控制系统曾遭过雷击造成损失（占主要）；自己有忧患意识。进一步调研企业在仪表控制系统防雷方面的投资决策时最重要的影响因素情况分布如表2：
表2 开展防雷措施决策的主要影响因素
3 仪控防雷措施的发展趋势
尽管防雷设施对于仪表控制系统来说越来越重要和必要，但由于防雷工程的费用占整个房屋建筑总造价的比例微乎其微，按现行建设行业管理规定和惯例，对无特殊防雷要求的普通工业、民用和其他行业建筑，从设计到施工，没有将防雷工程从土建和装饰工程中单列出来进行招投标，而是包含在土建和装饰工程中（电源部分被列入成套电器工程，信号部分被列入弱电布线工程）。专门针对流程工业仪表控制系统的防雷工程设计、施工业务开展预算占整个装置或土建施工的比例极低，本次调查中，45.9%的用户认为有必要或非常有必要在控制系统防雷方面增加投资。近几年石化行业的防雷形势很严峻，仅2006年上半年，上报到气象部门的石化行业电子设备损坏达14000件，更有石化行业多起大型石化企业、输油管线和油库因雷击起火爆炸的事故发生。如06年中国石化管道公司南京输油处仪征输油站16号15万方原油储罐遭雷击起火，损失巨大。08年6月，中石化茂名石化公司乙烯厂裂解装置，遭雷击引起短路起火，全厂停止生产开展事故分析。为此中石化镇海炼化分公司未雨绸缪，从06年底开始至08年底，与浙江中控防雷中心共同开展了《150万吨/年加氢裂化装置仪表和控制系统雷电防护技术的开发和应用》科研项目，研究雷电损伤仪表控制系统的机理和途径以及该装置防雷设施尚存在的问题，提出具体的改进方案和技术措施。研究成果在全集团推广应用，并在此基础上形成了《镇海炼化防雷技术指南》防雷技术指南，指导全厂其它装置的雷电防护应用。该指南的制定和应用，不仅可以解决该装置仪表控制系统的雷电保护问题，同时也可以为其它石油化工系统的仪表和控制系统的雷电保护提供科学可行的技术指导。指南中的计算结果和整改建议已经用于150万吨/年加氢裂化装置的整改工作中。[1]
为了确保石油化工等流程工业企业的安全生产，企业必须重视雷电防护问题，有理由相信，随着对雷电防护技术认识的逐步深入，仪表控制系统作为雷电防护的一个重要的领域，将会有受到越来越多的石油、化工企业的重视，仪表控制系统的雷电防护工程和雷电防护整改工作将日趋规范与普及。4 结束
雷电防护技术不是一个大众化的技术领域，而是一个技术要求严谨、专业的领域。希望通过此文的数据分析，使更多的石化、化工等流程工业企业，重视仪表和控制系统的雷电防护工程，并通过雷电防护工程的设计、实施提高整个企业或装置的经济效益。同时总结积累仪控系统的雷电防护技术经验，保证装置的稳定良好运行，提高产出效率，培养一批企业自己的雷电防护的专业技术队伍。参考文献：
[1] 张朝晖等.中石化镇海炼化分公司《150万吨/年加氢裂化装置仪表和控制系统雷电防护技术的开发和应用》科研项目总结报告.2008.作者简介
张朝晖（1980.- ），男，汉族，江苏睢宁人，2003年毕业于上海电力学院，工程师，主要从事集散控制系统的技术支持，集散控制系统的雷电防护和抗干扰的技术研究工作。已发表论文8篇。