涡轮流量计防雷系统的探讨

随着计量系统的智能化发展，在我们的小用户供气计量当中普遍使用了智能流量计量，目前使用最多的是涡轮流量计，而 这种分体式的  涡轮流量 计，它使用塑料外壳包装自身屏蔽比较差，一旦遇到雷雨天气其损坏率比较高， 既造成了一定的损失，又影响了正常的生产计量工作，针对涡轮流量计 在实际使用的情况，我们对这种涡轮流量计 ，进行了防雷防静电系统的探讨。

涡轮流量计是一种速度式测量仪表，抗干扰能力强，便于数据远传。一套完整的涡轮流量计，由机械工作部分、机械计量表部分、压力传感器、温度传感器、流量传感器、计量修正仪以及机体支架构成。但在安装和使用过程中主要存在以下问题：

（1）目前我们使用的涡轮流量计主要安装在，阀室小用户计量输配气站单路小流量计量，大部分涡轮流量计都是在露天安装，雨防晒都较简陋，影响涡轮流量计的使用安全。

（2）涡轮流量计的修正仪无金属屏蔽保护，完全暴露在复杂电磁场下工作，特别是在雷雨天气对雷电波毫无防护.

（3）接地连接不规范，接地网达不到要求，雷电流泄防接地电阻不大于 1 欧姆（如避雷针，楼房顶部防雷圈），感应雷电静电释放电阻不大于 4 欧姆（如弱电保护接地，机壳保护接地）。

（4）配套设备带来的危害，在我们的涡轮流量计当中普遍安装了数据远传系统，在涡轮流量计的修正仪上增加了包括向修正仪供电、数据传输电缆，增加了修正仪的安全危害，实际上在涡轮流量计上加装设备并不会对涡轮流量计造成较大的危害，但所加装的设备安装不规范会对涡轮流量计造成很大的危害，在我们的实际检测中分析发现，数据传输电缆应配置 6 芯带屏蔽电缆，屏蔽层应可靠的进行 PE 连接，由于安装时所备的电缆为 5 芯电缆而缺少 1 芯线，连接电缆时就将屏蔽层代用所缺的 1 芯线，整条信号电缆造成完全无保护状态，这样在雷雨天气时，会损害涡轮流量计，同时损坏数据远传上的安全隔离栅。

（5）数据远传自身的防护不规范造成雷电感应波沿市电导线窜入数据远传设备当中，甚至引入涡轮流量计当中损坏相关设备，数据远传机箱屏蔽功能较差，接地网接地电阻不达标。

针对上述问题，我们采取以下措施，对涡轮流量计进行保护：

（1）当流过电感的电流增加时，电感两端将产生一个感应电动势阻止电流的增加，当流过电感的电流减小时电感两端将产生一个反电动势阻止电流的减小，根据这一原理当电路当中有浪涌电流时，会在电路当中产生一定的高压，这也是为什么频繁开关机容易损坏电器设备的原因，我们通过增加必要的电器元件减少或阻止浪涌电流对涡轮流量计的影响。

（2）雷电的高频电磁场会产生较高的感应电压，对我们的电器设备产生较大的危害。所以我们的输气流程管道、分离器、包括污水罐都需要做接地网并做可靠的连接，其实就是给雷电电磁场一个泄放的通道。所以我们通过对修正仪，信号电缆，做可靠的屏蔽，对数据远传箱体做必要的改进并做可靠的接地从而有效的防止雷电电磁场对整套设备危害。

（3）设备的制作与安装

a.涡轮流量计修正仪屏蔽箱的制作，其结构分别为：固定支架、修正仪屏蔽箱将修正仪安装于箱体内对修正仪作整体屏蔽、等电位连接箱在箱体内连接各支路接地电缆，其目的是成为所有支路的汇流点，防止电流交差流动相互影响。

b.数据远传箱体制作，根据目前企业设备的实际情况，制作了一套用于市电供电的数据远传箱和一套用于太阳能供电的数据远传箱。

c.设备的现场安装

接地网的安装与连接：接地网是整个涡轮流量表防雷试验比较关键的一个内容，能不能准确的论证试验的有效性，必须保证接地网达到标准的接地电阻，通过对实地地电阻率的测试，初步选择 6个接地模块埋设并配用降阻剂使用，边安装边测试直到达到标准值后才引入等电位箱。在军乐站和松花阀室安装模块并测试数据见表1.

修正仪屏蔽箱的安装：结合涡轮流量计的实际使用环境，为了既有效的保证对雷电波的防护，又能起到防晒防雨防水的作用，我们选择了厚度为 2mm 的 304 不锈钢机箱做修正仪表箱，并且和等电位箱合用一个支架安装，尽量减小导线的长度，不至于导线过长而影响接地电阻偏大。

数据远传箱的安装：在以前的数据远传安装当中，由于数据远传部分和太阳能供电部分是两次分开安装，他们之间有很多箱外连接线，不能较好的防雷电波，在试验的过程当中，把它组合在一个机箱内安装，这样既美观又减少相互的影响，也提高了维修维护的方便性，箱体也选用了 304 不锈钢机箱，充分地做好各个跨接连接保证机箱可靠的接地。

信号电缆套管的铺设：修正仪与数据远传端口内都是与电子电路连接，电子电路承受冲击的能力都比较弱，为了保证不会因为雷电波直接窜入信号电缆，威胁设备的安全所有的信号电缆都选择了304 不锈钢波纹管穿线，除波纹管两端可靠地接地以外，波纹管本身也是一个接地体，这对屏蔽保护有一定的帮助作用。

（4）设备地实际数据测试（见表 2）

（5）运行试验数据

a.2014 年 6 月 27 日在军乐站安装并运行，经正常运行。

b.2014 年 7 月 21 日在松花阀室安装防雷系统并运行，经过 7 月、8 月 6 次雷雨天气的观察和实验，涡轮表正常运行。

结论：经过现场试验数据对比，采用该套防雷防静电系统，可以有效保证涡轮流量计的正常运行，性能可靠，为企业带来经济效益。可以在涡轮表流量计计量系统中推广应用该套防雷防静电系统。