我國(guó)每年因?yàn)槔纂娢：υ斐傻纳a(chǎn)損失數(shù)以萬(wàn)計(jì)，為了規(guī)范儀表防雷，減少雷電風(fēng)險(xiǎn)，2005年，立項(xiàng)了《石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，2007年8月著手起草，編制很快，2008年10月報(bào)批，批復(fù)卻歷經(jīng)4年，于2012年11月由工信部批準(zhǔn)，2013年實(shí)施，這是我國(guó)首篇儀表防雷工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，是第一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的規(guī)范，規(guī)定了儀表防雷的基本方法，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外的空白。實(shí)施以來(lái)，成為儀表及控制系統(tǒng)雷電防護(hù)的重要規(guī)范。
經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，有一些可以簡(jiǎn)化和改進(jìn)的工程實(shí)施方法需要加入到規(guī)范中， 2018年10月，對(duì)2012版《石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行修訂，2020年12月報(bào)批。修訂過(guò)程注意到國(guó)家關(guān)于防災(zāi)減災(zāi)政策，吸收了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的一些基本觀點(diǎn)，翻閱了大量雷電防護(hù)的論文資料，借鑒了多年來(lái)包括全廠型的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐。
本規(guī)范主要內(nèi)容包括：儀表防雷工程的確定；儀表防雷工程基本方法；儀表防雷工程接地系統(tǒng)；電涌防護(hù)器的應(yīng)用；控制室儀表防雷；現(xiàn)場(chǎng)儀表防雷；儀表電纜防雷；本質(zhì)安全系統(tǒng)防雷；現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)防雷等等。
本次修訂的重點(diǎn)是：
——規(guī)定了網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的接地系統(tǒng)；
——確定了控制室儀表防雷接地采用網(wǎng)型結(jié)構(gòu)；
——?jiǎng)h除了其他類(lèi)型的接地結(jié)構(gòu)；
——規(guī)范了儀表防雷工程的方法；
——增加了網(wǎng)型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考圖和電纜屏蔽接地圖兩個(gè)附錄。
本次修訂對(duì)2012版做了重大修改，使儀表防雷工程更加穩(wěn)妥有效！簡(jiǎn)化了方法，使工程設(shè)計(jì)和實(shí)施簡(jiǎn)便易行。
雷電電涌是由雷電流通過(guò)電磁感應(yīng)在線路上產(chǎn)生的沖擊電流，電涌強(qiáng)度根據(jù)實(shí)際情況而異，約為幾十到幾百安培。直擊雷（左）和感應(yīng)雷（右）如下圖所示：
雷電電磁脈沖（LEMP）可以由以下途徑損壞電子設(shè)備：
a）通過(guò)鏈接導(dǎo)線傳輸給設(shè)備的傳導(dǎo)和感應(yīng)電涌；
b）輻射電磁場(chǎng)直接作用于設(shè)備上的效應(yīng)。
建筑物外部或內(nèi)部都可產(chǎn)生電涌：
——建筑物外部電涌由雷擊入戶(hù)電線或附近地面產(chǎn)生，并經(jīng)電線本身傳輸?shù)诫姎夂碗娮咏y(tǒng)；
——建筑物內(nèi)部電涌由雷擊建筑物或其附近地面產(chǎn)生。
確定區(qū)域雷電活動(dòng)程度：根據(jù)年平均雷暴日確定雷電活動(dòng)程度。
確定保護(hù)目標(biāo)的重要程度：
根據(jù)備保護(hù)系統(tǒng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和安全的重要程度；
確定雷電防護(hù)：
確定實(shí)施儀表防雷工程，應(yīng)根據(jù)地區(qū)雷害程度、裝置運(yùn)營(yíng)的承受能力以及投資情況綜合決策。
雷電活動(dòng)的劃分關(guān)系到防雷工程設(shè)計(jì)，是確定雷電防護(hù)等級(jí)的重要依據(jù)之一。我國(guó)的雷電氣象記錄采用年平均雷暴日，沒(méi)有雷擊頻率的記錄。而地區(qū)氣象資料是雷電活動(dòng)的官方統(tǒng)計(jì)資料，統(tǒng)一地區(qū)的不同區(qū)域可能不一樣，要考慮區(qū)域小氣候。
注意：年平均雷暴日不能表達(dá)雷電強(qiáng)度的大小，也難于確定雷擊次數(shù)和頻率。
在評(píng)價(jià)雷電活動(dòng)程度的概率時(shí)，僅僅根據(jù)地區(qū)的年平均雷暴日數(shù)量是不能準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際雷擊情況的，還應(yīng)綜合考慮裝置所處的局部區(qū)域的雷電活動(dòng)情況、地理環(huán)境、建（構(gòu)）筑物形式等因素，目前還沒(méi)有定量的辦法。
雖然采用平均雷暴日不能表征雷擊頻率，但可以用于雷電活動(dòng)程度間接評(píng)估。
近年來(lái)我國(guó)和一些國(guó)家開(kāi)始監(jiān)測(cè)年雷擊次數(shù)和強(qiáng)度，逐漸獲得相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
有的規(guī)范將被保護(hù)設(shè)備、系統(tǒng)所在的空間由外到內(nèi)劃分為不同的雷電保護(hù)區(qū)，以區(qū)別各空間雷電電磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小。不同的規(guī)范對(duì)雷電防護(hù)區(qū)的劃分不同，對(duì)不同的雷電防護(hù)區(qū)，防雷工程的處理方法有所區(qū)別。
GB/T21724.2-2015/IEC62305-2 2010 《雷電防護(hù) 第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理》、GB50343-2021《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范中，規(guī)定了不同的雷電防護(hù)等級(jí)（LPL）,定義不同的雷電流參數(shù)，用戶(hù)設(shè)置雷電防護(hù)措施。
由于實(shí)際雷擊過(guò)程雷電流的隨機(jī)和分散，雷電流計(jì)算參數(shù)有很多不確定因素，工程中很難確定和采納。
SH/T 3164：
沒(méi)有采用不同的雷電參數(shù)作為雷電防護(hù)程度的度量；
沒(méi)有直接采用雷擊頻率；
沒(méi)有采用雷擊預(yù)計(jì)次數(shù)；
具體規(guī)定了實(shí)用的防雷工程方法；
避免根據(jù)雷電流參數(shù)采用的復(fù)雜防護(hù)方法；
避免不確定因素和不明確的計(jì)算依據(jù)；
簡(jiǎn)化了評(píng)估方法；
避免了復(fù)雜繁瑣的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
儀表接地為雷電提供了泄放通路，但雷電流的泄放還需要電涌防護(hù)器等方法的配合，屏蔽只能減小雷電電涌的強(qiáng)度，不能有效地將電涌限制在儀表能夠承受的范圍內(nèi)，電涌防護(hù)器需要接地系統(tǒng)的配合。
06 為什么要安裝電涌防護(hù)器？儀表已經(jīng)接地了還用電涌防護(hù)器嗎？
雷擊試驗(yàn)證明電涌防護(hù)器是保護(hù)儀表不受雷電電涌的沖擊，減少儀表?yè)p壞和相關(guān)損失的有效措施，是其他防雷措施不能代替的。其他的防雷措施僅僅能減輕電涌強(qiáng)度。
接地連接是手段，等電位是結(jié)果，接地連接實(shí)現(xiàn)了連接目標(biāo)的等電位。
等電位連接、接地線的敷設(shè)、合理布線等措施已經(jīng)體現(xiàn)在主要方法的規(guī)定中，因此不作為單獨(dú)方法規(guī)定。
SH/T 3164-2012 《石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：采用網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地。
控制室的保護(hù)接地、工作接地、本質(zhì)安全接地、屏蔽接地、電涌防護(hù)器接地等儀表系統(tǒng)接地均應(yīng)就近接到網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地系統(tǒng)。
網(wǎng)型結(jié)構(gòu)避免了接地結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和不確定性，徹底解決了接地系統(tǒng)的雷電流泄放、地電位差、接地線過(guò)長(zhǎng)、地線感抗、地電流干擾和多功能接地功效的問(wèn)題，并且使施工簡(jiǎn)便易行。
工業(yè)用的材料雖然很多，但對(duì)石化接地工程來(lái)說(shuō)，規(guī)范規(guī)定的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地材料來(lái)源和成本已不成問(wèn)題。
網(wǎng)型結(jié)構(gòu)采用多根接地排連接成網(wǎng)格的形式，根據(jù)室內(nèi)儀表機(jī)柜的排列在機(jī)柜下方成行設(shè)置，接地排在兩端及中間連接形成網(wǎng)格接地排。
網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地排采用截面積≥40mmx4mm（寬x厚）的銅材或熱鍍鋅扁鋼焊接制作，安裝在機(jī)柜底部支撐或支架上，可采用絕緣或非絕緣安裝。
網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地排形成了雷電電涌泄放的良好條件，適用于儀表系統(tǒng)所有種類(lèi)的共用接地。
電涌防護(hù)器接地導(dǎo)軌應(yīng)直接接到機(jī)柜下方的接地排或在機(jī)柜內(nèi)就近接到匯流條。
電涌防護(hù)器、安全柵、控制系統(tǒng)、直流電源、機(jī)柜外殼的接地都可以直接接到網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地排。
儀表或機(jī)柜的所有接地就近接到統(tǒng)一的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地排，不再區(qū)分工作接地和保護(hù)接地。
沿供電電纜路徑敷設(shè)截面積≥40mmx4mm（寬x厚）的銅材或熱鍍鋅扁鋼作為接地排，操作臺(tái)就近接到接地排。
操作臺(tái)設(shè)備沒(méi)有儀表工作接地，一些儀表、設(shè)備和非金屬操作臺(tái)也沒(méi)有保護(hù)接地，操作臺(tái)接地僅僅是為金屬操作臺(tái)和個(gè)別需要外接保護(hù)接地的設(shè)備用的，否則可以不設(shè)接地排。
計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，是不需要接地的！
網(wǎng)型接地結(jié)構(gòu)與室外接地裝置連為一體，等于把室外接地裝置引到室內(nèi)。
網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的室內(nèi)接地網(wǎng)應(yīng)采用至少4條截面積≥40mmx4mm（寬x厚）的銅材或熱鍍鋅扁鋼接地連接導(dǎo)體，經(jīng)不同路徑、至少兩個(gè)方向的連接方式分別接到電氣接地裝置引到室內(nèi)的接地連接板。接地連接板宜均勻分布。
連接的路徑和導(dǎo)體越多，接地網(wǎng)的效能越好！
儀表或機(jī)柜的所有接地就近接到統(tǒng)一的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)接地排，不再區(qū)分工作接地和保護(hù)接地！
接地導(dǎo)線應(yīng)盡可能短，宜采用直線路徑敷設(shè)。不得保留多余導(dǎo)線，也不應(yīng)將導(dǎo)線彎曲盤(pán)成環(huán)狀。
試驗(yàn)證明，繼電器會(huì)被雷擊電涌燒毀。
安全柵是低頻小功率器件不能防止雷擊電涌。
控制室設(shè)備有機(jī)柜屏蔽，因?yàn)闄C(jī)柜的鋼板屏蔽比建筑物的屏蔽容易控制。
——鋼板材料的比機(jī)柜或儀表箱是很好的屏蔽體。
機(jī)柜、儀表箱和儀表金屬外殼等屏蔽體應(yīng)接地。
機(jī)柜和儀表金屬外殼的電位升高僅涉及到絕緣的耐壓。
雷電防護(hù)區(qū)界面的等電位連接：
——有的規(guī)范規(guī)定：電纜屏蔽層或金屬管要在雷電防護(hù)區(qū)界面的等電位連接，實(shí)際工程中是不切實(shí)際的，甚至是做不到的。
——雷電防護(hù)區(qū)界面是相對(duì)的，電磁場(chǎng)隨距離的衰減變化是漸變的而不是突變的，這種規(guī)定沒(méi)有實(shí)際意義。
室內(nèi)電涌防護(hù)器：
——儀表電纜進(jìn)入控制室后，應(yīng)首先接到電涌防護(hù)器，然后再接后續(xù)儀表。
——電涌防護(hù)器應(yīng)安裝在控制室機(jī)柜內(nèi)。
現(xiàn)場(chǎng)儀表的防護(hù)：
——現(xiàn)場(chǎng)儀表的電涌防護(hù)采用屏蔽、接地極安裝電涌防護(hù)器的方法。
現(xiàn)場(chǎng)儀表的金屬外殼、金屬保護(hù)箱盡量用全封閉式，并應(yīng)就近接地：
——鋼（鐵）板材質(zhì)為好。
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)儀表的安裝位置有可能形成接閃物體，又無(wú)法移位時(shí)（例如：油罐頂部等），應(yīng)采用裝進(jìn)全封閉鋼（鐵）板材質(zhì)的儀表保護(hù)箱的方式，箱體應(yīng)接地。
位于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表及金屬支架，應(yīng)防止出現(xiàn)連接間隙，避免雷電引起火花。
現(xiàn)場(chǎng)儀表金屬外殼可通過(guò)接地螺釘與金屬安裝支架相連，或金屬設(shè)備、容器、塔器和操作平臺(tái)等設(shè)備自然接地。
非金屬設(shè)備頂部安裝的儀表，應(yīng)就近接地。
安裝支架、儀表保護(hù)箱，接線箱及機(jī)柜的金屬外殼：
——就近與電氣接地設(shè)施連接或接地的金屬體相連接。
——可利用儀表保護(hù)鋼管、金屬支架、金屬護(hù)欄、金屬槽體、金屬結(jié)構(gòu)等可靠導(dǎo)電的物體作為接地連接中的某段導(dǎo)體。
如果有上述接地條件，不要單獨(dú)拉接地線到接地設(shè)施。
所有用于雷電電流泄放的導(dǎo)體、電線、電纜應(yīng)盡可能短，并采用直線路徑敷設(shè)，避免彎曲路徑，不得保留多余導(dǎo)線或?qū)Ь€盤(pán)成環(huán)狀。
——由于電感的影響和集膚效應(yīng)，較短的連接導(dǎo)線比粗的導(dǎo)線對(duì)雷電流的導(dǎo)流效果更好。
——導(dǎo)線長(zhǎng)度的影響要比導(dǎo)線截面積大得多，導(dǎo)致越短越好，不能用增大導(dǎo)線截面積彌補(bǔ)。
——對(duì)于相同的截面積，宜采用扁平形狀、多股導(dǎo)線或管狀的導(dǎo)體。
雷擊損壞的途徑和作用方式是復(fù)雜的、綜合的。
每個(gè)防護(hù)對(duì)象的區(qū)域、場(chǎng)景、每次雷擊的情況都是不同的。
某些事例只能表明一些現(xiàn)場(chǎng)，不能作為充分必要條件，例如：
——采取了某種防雷措施仍然遭受雷擊損失，證明這種方法沒(méi)用；
——采用了某種防雷措施后，效果很好，證明其他防雷方法可以放棄；
——沒(méi)有防雷工程的裝置受雷擊損害比鄰近有防雷工程的裝置還少，證明防雷工程無(wú)效。
雷電防護(hù)如同打傘防雨淋、安全氣囊、開(kāi)車(chē)闖紅燈、安全防護(hù)。
每一種防護(hù)措施都有應(yīng)用條件和工程條件，如果條件被破壞了，就可能使防護(hù)失效，失去防護(hù)作用。
總的來(lái)說(shuō)：
建筑物和工廠結(jié)構(gòu)的雷電防護(hù)雖然能防止建筑物內(nèi)和設(shè)備及框架下的儀表遭受直擊雷，但不能阻擋雷電電磁感應(yīng)在儀表內(nèi)部和線路上產(chǎn)生的電涌。
根據(jù)GB50057-2010第三章節(jié)確定設(shè)置了雷電防護(hù)的建筑物說(shuō)明該建筑物及附近區(qū)域具有明確的雷電風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)部的電子設(shè)備處于易遭受雷電電涌襲擊的危險(xiǎn)環(huán)境之中。
雷電試驗(yàn)證明電涌防護(hù)器是保護(hù)儀表不受雷電電涌的沖擊，減少儀表?yè)p壞和相關(guān)損失的最有效措施，是其他防雷措施不能代替的。
電涌防護(hù)器需要接地系統(tǒng)的配合，其他防雷措施僅僅能減輕電涌強(qiáng)度。
網(wǎng)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了其他接地結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和不確定性，徹底解決了接地系統(tǒng)的接地線過(guò)長(zhǎng)，雷電流泄放、地電位差、地線感抗、地電流干擾和不同接地功效的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)十余年的工程實(shí)踐證明非常有效，并使施工簡(jiǎn)便易行。
本文轉(zhuǎn)自：儀表圈
