赵成辉
若羌天山水泥有限责任公司 新疆巴州若羌 841800
摘要：如今，水泥厂的自动化水平越来越高，为避免自动化系统受雷电流的侵害，除了要做好功能性等方面的设计，还要做好自动化系统的接地与防雷设计，保证接地与防雷系统发挥应有的作用效果。为解决水泥厂电气自动化系统接地与防雷问题，本文先分析电气自动化系统在水泥生产中的重要性，然后分析接地系统，提出有效的解决措施，以期为相关人员提供参考。
关键词：水泥厂；电气自动化系统；接地系统；防雷技术
引言
当前，我国建筑行业发展迅速，使得我国的水泥需求量越来越大。在这种形势下，要不断提升水泥厂生产效率，实现水泥厂的自动化生产，在水泥厂的运行过程中保证其正常运行，提升生产效率。在水泥厂的电气自动化系统设计中，要重视防雷接地系统安全设计。结合水泥厂的实际构成我们可以知道，水泥厂的设备和生产场所相隔较近，在安装接地装置时很难按照规范和标准施工，使得水泥厂的电气自动化系统容易遭受雷击，降低水泥厂生产运行的可靠性。为了进一步提升水泥厂生产效率，要做好水泥厂的防雷接地安全设计；实现水泥厂的安全运行，要结合水泥厂的实际情况做好防雷接地管理工作，保证水泥厂电气自动化系统的良好运行情况，提升水泥厂运转的可靠性和稳定性。
1电气自动化系统在水泥生产中的重要性
近年来，我国水泥工业的生产水平不断提升，并且伴随着信息技术、网络技术等现代技术在产业中的应用，水泥生产也在逐渐向自动化发展。在自动化生产过程中，电力的供应稳定性、安全性直接影响着整个生产活动，只有做好电气系统的接地保护，避免受到雷电、电磁场等因素的干扰，才能让整个电气自动化系统更加稳定的运行，进而保证水泥生产活动的顺利进行。与此同时，电气自动化系统的安全运行，也能对提升生产效率与工艺水平有所帮助，进而达到促进企业发展的目的。总体来说，水泥厂电气自动化系统的安全，需要合理的接地系统加以保证，做好接地保护系统的设计，才能让整个电气自动化系统安全稳定的运行，而电气自动化系统的稳定运行，就会给水泥生产效率、生产质量带来保障，让水泥生产企业得到稳步发展。
2接地系统
接地装置主要由接地极和接地线两个部分组成。其中，接地极是埋设到地下且和大地直接接触的一个金属导体；接地线是指接地端子和接地极与接地极之间相连所用的金属导体。对水泥厂而言，需对下列几种系统进行接地处理：①建筑防雷系统接地；②6kV与以上的供配电安全系统接地；③低压供配电系统接地；④自动化系统接地。在实际工作中可采用将自然与人工两个接地体充分结合的方法。其中，人工接地体通常设于中央控制室的周围或电气室与变电站当中，而人工接地体则在建筑形成环网，利用接地线对各点进行连接，以此形成联合系统。应注意，如果人工接地体间有一个接地线断开，则并不会导致整个系统断开。如果所有用途不同的多个接地系统同时使用一个接地装置，则接地电阻必须达到最小值方面的要求，对干法水泥厂而言，其工频电阻不超过1Ω。
因以上各系统都采用等电位接地端子板和接地网之间相连，所以在正常运行情况中，对自动化系统而言，它要求接地端子板不能有电位偏移。考虑到对接地网进行的设计通常由强电专业负责完成，故对自动化专业相关设计人员而言，应充分考虑这样的要求，即在配电方面优先选择TN-S系统。在分开N线和PE线之后，在N线上传输的电流不会从总接地端子中通过，从母排经过后，返回变压器的中性点，这样能有效防止电位发生偏移对系统的正常运行造成不利影响。
接地装置主要采用以下几种材料：①碳钢接地装置，其主要优点为取材较为方便，且价格适中，材料的刚性很大，焊接技术娴熟，在镀锌之后能显著提高抗腐蚀能力；缺点为元素较为活泼，处于常温和常压条件下即可与其他物质发生反应，产生锈蚀；②采用有色金属材料制成的接地装置，其主要优点为具有较强的抗腐蚀能力，但存在成本较高、刚性不足、施工难度较大等缺点；③采用复合材料制成的接地装置，将碳钢作为基体，通过高温成型，其主要优点为基体刚性较高，施工简单，防腐效果良好，能节省金属材料消耗，发挥良好的接地保护功能。
3自动化系统受雷电流的影响与解决措施
3.1正确屏蔽雷电流
为了避免雷电产生的瞬时电压进入到水泥厂电气自动化系统中，一定要做好电源线路和电力系统的保护，要保证这些线缆的质量，尽量使用抗干扰的线缆，这样可以有效的屏蔽雷电流。另外为了确保水泥厂的正常运行，要在系统中加入保护装置，如果雷电电压进入了系统中，系统要能及时识别并且自动断路，在断路的过程中，可以将雷电电压降低为0，然后尽快恢复系统的正常运行，避免雷电电压损坏电气设备。
3.2配电回路的防雷
一般而言，雷电从电源进线进入侵害自动化系统与装置的发生率要比直接受到直击雷的侵害概率高很多。在水泥厂中，供配电系统主要由以下三个电压组成：第一级为110kV（35kV）；第二级为10kV（6kV）；第三级为0.4kV（0.23kV）。其中，第一级线路主要采用架空线的形式，而第二级与第三级均采用敷设电缆的方法，基本不会受到直击雷的影响。但对架空线路而言，一旦受到直击雷，则雷电流将通过线路直接入侵到系统，在变压器中进行耦合之后进入低压线路，并从电源线路和设备中通过，对仪表及整个系统都造成很大的破坏。在供配电系统中，对电压等级为10kV的架空线而言，由于其雷电防护本身就一级，在防雷设计过程中必须采取有效措施。因雷电的入侵会产生极大的电流与电压，很难一次性完成泄放，所以从电源系统角度讲，应优先考虑多级防雷保护策略，以保证泄流与限压。根据我国现阶段实行的相关规定和要求，对于电源系统，应按照三级进行雷电防护，其具体内容为：在建筑总配电装置的高压端每相都安装通容量相对较高的防雷装置，以此提供第一级防雷保护；在低压配电进线进行阀型防雷器的安装，以此提供第二级防雷保护；在分配电箱配出回路进行防浪涌装置的安装，以此提供第三级防护保护。另外，在重要场合中，应采用级数更多的防雷保护措施，比如在电源输出端进行防雷器的安装设置，为重要设备对应的电源输入端进行防雷设备的安装，以此提高电源终端的防雷水平。通过对多级防雷措施的合理应用，能有效泄放由于雷电侵入产生的过电流，并对过电压进行有效限制，防止雷电从电力线路中进入，对自动化设备与系统造成影响和损坏。根据以往的经验，虽然雷电流还能通过网路线进入，然而，现有水泥厂和外部网络之间的连续并不多，并且外部网络大多采用光缆，能有效阻隔雷电流进入和侵害。
结束语
综上所述，电气自动化系统作为水泥厂重要组成部分，其接地与防雷设计至关重要，影响整个系统的安全，如在设计中存在缺陷，将有可能产生灾难性后果。因此，在实际的系统设计过程中，应对供配电及自动化系统运行安全予以充分考虑，根据水泥厂运行实际情况，设计能有效保证生产安全性的接地与防雷系统。
参考文献
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