[实用新型]油库油站现场仪表防雷系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化仪表技术领域，特别涉及一种应用于油库油站的现场仪表防雷系统。

背景技术

现有的油库油站的仪表系统由危险区和安全区的仪表组成，请参照图1，危险区是指安装在油库油站现场的仪表，安全区是指安装在远程控制室内的上位仪表，油库油站内的现场仪表通过信号总线与远程控制室内的上位仪表进行连接，信号总线有两组，一组是正、负电源线P+、P-，另一组是一、二号数据线DA1、DA2。其接线方式为：

上位仪表的正电源端口V+与现场仪表的正电源端口Y+通过正电源线P+连接；

上位仪表的负电源端口V-与现场仪表的负电源端口Y-通过负电源线P-连接；

上位仪表的一号数据端口V1与现场仪表的一号数据端口Y1通过一号数据线DA1连接；

上位仪表的二号数据端口V2与现场仪表的二号数据端口Y2通过二号数据线DA2连接；

一、二号数据线DA1、DA2传输差分信号，采用RS-485标准双向通讯，通讯在单工状态，即某一瞬间只是单方向向上传输或向下传输数据流。

上位仪表与现场仪表通过信号总线连接后，形成了一个系统。这一系统的常规防雷措施是将现场仪表和上位仪表分别通过防雷器件就近接地，同时两处地线应有连接线做等电位连接，这样才能保证接地两点地电位相等。

然而，设置等电位连接线时，需要使用大量导体材料，结构复杂，工作量大，有些工程往往没做等电位连接，加之地线的接地电阻也会随天气、土质、空气湿度等因素的不同而变化。在防雷工程完工后的使用过程中，还需根据天气的变化随时对接地电阻的阻值进行不定期的检查和调整。由于上述各种原因或施工质量问题，可能使上位仪表的接地电阻或现场仪表的接地电阻不符合设计要求，造成系统地电位不等，人为形成地电位反击，损坏仪表。

雷电通过极强的电磁辐射会使导电物体感应出很高的浪涌电压，同时使与该物体直接相连的电气设备的地电位升高，若上位仪表与现场仪表之间没有进行电气隔离，上位仪表与现场仪表的地电位不相等时，就会使两仪表之间出现地电位差，导致仪表不但没有受到接地保护，反而因地电位不等造成地电位“反击”，损坏仪表，同时也降低了仪表电磁兼容能力。

现有的油库油站仪表系统的另一缺陷是：仪表对电涌(浪涌过电压)的承受能力差，雷击过后，仪表常常遭到直击或间接雷电损坏。这是因为远程控制室设置在安全区，与油库油站所处的危险区相距至少一公里左右，电源线以及数据线都很长，容易受外部电涌影响。电涌是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动，在电路中通常持续约百万分之一秒。外部电涌最主要的来源是雷电的电磁感应。雷雨天气时，云层和地面间的电荷电位高达百万伏级，巨大的能量以雷击的形式进行放电，电流可达几百千安培，如果雷电击中了信号线，部分电流将沿信号线进入建筑物，并直接串入用电设备(如仪表等)，破坏电气设备的绝缘层，造成电气设备的损坏，其速度极快，全程只需百万分之一秒。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种油库油站现场仪表防雷系统，该系统在现场仪表与上位仪表之间增加了电气隔离装置和防电涌保护装置，解决了防雷电、防电涌的问题。由于利用悬浮电路原理，采用单侧接地，不要求现场仪表与上位仪表进行等电位连接，因而非常适用国内现场，可靠性极高。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种油库油站现场仪表防雷系统，包括设置在危险区的现场仪表和设置在安全区的上位仪表，现场仪表通过信号总线与上位仪表进行连接，信号总线有两组，一组是正、负电源线P+、P-，另一组是一、二号数据线DA1、DA2，其特征是：

在现场仪表与上位仪表之间设置有电气隔离装置和防电涌保护装置，电气隔离装置设置在安全区，防电涌保护装置设置在危险区；

电气隔离装置由逆变器、变压器、整流器、滤波器以及双向光电耦合器组成，其中逆变器、变压器、整流器、滤波器都跨接在正、负电源线P+、P-上，逆变器、变压器、整流器、滤波器顺序级联，双向光电耦合器跨接在一、二号数据线DA1、DA2上；

防电涌保护装置由第一、第二、第三电涌箝位电路组成，每个电涌箝位电路都是由顺序级联的四级电压抑制元件组成；该四级电压抑制元件分别是气体放电管、压敏电阻、瞬态电压抑制器、固态放电管；

第一电涌箝位电路中的气体放电管的两端分别与正电源线P+和现场仪表的金属外壳连接，第一电涌箝位电路中的压敏电阻、瞬态电压抑制器、固态放电管都跨接在正、负电源线P+、P-之间；