如何实现温度变送器户外防雷安装,有效防雷击与电涌保护

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如何实现温度变送器户外防雷安装,有效防雷击与电涌保护
如何实现温度变送器户外防雷安装,有效防雷击与电涌保护

2025/10/28 07/46/44

在户外安装的温度变送器,常常面临雷击和电涌的威胁。一场雷雨可能让昂贵的设备损坏,甚至导致整个监测系统瘫痪。那么,采取哪些切实可行的防雷措施,才能确保这些安装在户外的温度变送器稳定运行呢?

温度变送器防雷的重要性

雷电释放的瞬间电压可高达1500kV,电流幅值可达10-330kA,这种强大的能量对电子设备来说是致命的。对于户外温度变送器,雷击造成的危害主要体现在三个方面:传感器直接损坏电路板元件烧毁,以及数据传输中断。特别是在城镇燃气场站等自动化水平较高的设施中,仪表系统的雷电事故屡见不鲜,压力变送器、温度变送器、信号报警器等发生雷击损坏的情况较多。

综合防雷措施:从外部到内部

有效的防雷保护是一个系统工程,包括外部防雷和内部防雷两大体系。

  • 外部防雷:主要指通过接闪装置(如避雷针)、引下线和接地系统,将直击雷的电流安全引入大地。

  • 内部防雷:则侧重于电磁屏蔽合理布线和安装电涌保护器(SPD),防御雷电感应产生的过电压和过电流。

对于温度变送器而言,尤其需要关注内部防雷措施,因为其电子系统工作电压通常较低(如3V、5V、12V、24V),任何超出工作电压的冲击(如雷电过电压)都可能造成设备失效。

接地保护:安全运行的基石

接地是防雷保护中最基础也是最关键的环节。温度变送器的外壳应可靠接地,这样雷击浪涌产生的电流可以被顺利引入大地,保护内部电子元件。

  • 接地电阻要求:仪表系统防雷接地每一引下线的接地电阻通常要求不大于10Ω。

  • 特殊环境要求:在爆炸危险环境中,所有仪表设备的金属外壳、金属构架等均应可靠接地。用于雷电防护的现场仪表金属外壳也必须实施保护接地。

  • 屏蔽层接地:信号传输线应使用屏蔽电缆,屏蔽层需良好接地,这样可以有效抑制雷击浪涌产生的电磁干扰。屏蔽层的接地通常采用单点接地方式,以避免多点接地产生地电位差引起干扰。

浪涌保护器(SPD)的选择与安装

在温度变送器的电源输入端和信号线路加装专用的浪涌保护器(SPD)是至关重要的内部防雷措施。SPD能在极短时间内将浪涌电流导入大地,限制设备两端的电压。

  • 电源端防护:仪表电源箱母线应装设SPD,其保护水平UP应小于15kV,SPD两端的引线总长度不应大于05米。

  • 信号端防护:针对不同的信号类型(如4~20mA模拟量、RS485数字信号等),应选择相应型号的浪涌保护器。例如,对于24V模拟量(AI/AO)信号,SPD的标称放电电流(8/20μs)通常要求≥10kA,电压保护水平需满足特定要求。

安装位置与布线规范

温度变送器的安装位置和布线方式直接影响其遭受雷击风险的大小。

  • 远离干扰源:安装位置应尽量远离高大的金属结构、独立的大树等易遭雷击的物体,并与大型电机、变压器等强电磁干扰源保持安全距离(一般建议大于1米)。

  • 布线要点:信号电缆应与电力电缆分开敷设,避免平行走线。若无法避免,间距应保持在30厘米以上。传输线路应尽量短,以减少信号损耗和受干扰概率。在易受雷击区域,考虑将电缆穿金属管敷设并埋地,金属管需全程电气连通并可靠接地。

特殊安装环境的加固措施

对于一些有特殊要求的环境,需要采取额外的加固措施:

  • 防水防潮:户外安装的温度变送器应选择防护等级不低于IP65的产品,确保外壳密封良好,防止雨水侵入。必要时可配备防水罩或辐射罩。

  • 防腐防尘:在化工厂等多尘或有腐蚀性气体的环境中,可采用防尘罩或选择具有防腐性能的变送器材质。

  • 机械防护:确保安装牢固,避免安装在易受磕碰或振动较大的位置。

定期检查与维护

防雷措施并非一劳永逸,定期的检查与维护至关重要。

  • 检查接地系统:定期检测接地电阻值是否符合要求,检查接地连线是否牢固、有无腐蚀。

  • 检查SPD:观察浪涌保护器的状态指示窗(如有),定期检测其性能,确保其处于有效状态。

  • 检查密封与外观:检查变送器外壳密封件是否老化,设备外观有无异常损伤。

值得注意的是,有些现场人员认为供电电压低于36V的现场仪表可以不接地。但在实际中,特别是在爆炸危险环境或户外可能遭受雷击的场景下,为仪表金属外壳实施保护接地是十分必要的安全措施。

通过系统性地实施上述防雷措施,可以显著提升户外温度变送器在雷电环境下的运行可靠性和使用寿命,为过程的稳定监控提供保障。

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