华润水泥（南宁）有限公司 广西南宁 530000
摘要：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。
关键词：水泥厂；电气自动化；接地
引言
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。
1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基础的一个金属导体；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。如果用途所有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[1]。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[2]。在选择具体接地装置材料时，应充分考虑以下几方面问题：首先，若需要在腐蚀性相对较强的地方设置接地装置，则要以腐蚀性质为依据，优先考虑抗腐蚀能力较强的接地体材料；其次，若接地电阻无法满足要求，且工程要求高，土壤条件较差时，应优先考虑铜材，以此达到良好的接地效果；最后，对于控制系统的保护性接地与屏蔽接地，其连线材料应和接地材料良好匹配，在条件允许的情况下，优先选择铜材。
2 当前水泥生产以及防雷接地系统的问题分析
在水泥厂电气自动化系统运行中，有些雷电多发的地区可能会出现生产场所遭受雷击，这主要是因为水泥厂在建设过程中没有按照规范要求安装防雷接地安全保护措施，使得雷电产生的电荷通过电线进入到系统中，造成电气系统断路等其他故障。下文介绍水泥厂防雷接地系统存在的几个问题：
2.1 电源线布置不合理
在水泥厂进行防雷接地保护安装时，没有考虑到电源线的防雷节点保护措施。
雷雨天气时，水泥厂附近上空的雷电产生的瞬时高压带电荷，可以通过电源线进入到电气自动化系统中，这样会直接导致电源系统崩溃，可能导致系统断路，电源停止工作；情况严重的可能直接将电源内部的元件损害，引发系统故障。3.2接地不规范在进行水泥厂防雷接地安装时，最主要的就是将雷电产生的电负荷传递到大地中，然后让大地中的电荷将其抵消。在进行防雷接地时，如果没有按照标准和规范安装，接地不规范，就会导致接地点之间也存在电位差，这样产生的电压会再次进入到系统中，影响系统的正常运行，如果电势差过高，电压会损坏系统中的设备，引发设备故障，不利于水泥厂电力系统的正常运行。
2.2 地网的结构不合理
水泥厂的接地装置，大多数都是以水平接地极为主，外缘闭合，内部敷设若干均压导体的接地网。在以往的设计中，均压导体一般按等间距布置。由于端部效应和邻近效应，各均压导体散流很不均匀，接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分的3～4倍，因此，地网边缘部分的电场强度比中心部分高，电位梯度较大，整个地网的电位分布不均匀，且不均匀程度随接地网面积的增大和网孔数的增多而越来越严重，点位分部不均匀容易导致雷电产生的电荷顺着接地线传递至大地产生瞬时电压，影响水泥厂的正常运行。
3 水泥厂电气自动化系统的防雷接地系统实际应用
为了进一步提升水泥厂电气自动化系统运行的稳定性，我们要结合水泥厂的电气自动化系统构成来具体分析防雷接地的实际应用。水泥厂的电气系统主要是由各类电气设备和线路组成，在具体的防雷接地设计中，要做好设备和线路的防雷接地设计工作，下文具体介绍水泥厂电气自动化系统防雷接地系统的实际应用：
3.1 外部防雷装置和内部防雷装置的设计
防雷装置可分为外部防雷装置和内部防雷装置，外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成，是常规的避雷装置，主要作用是防直击雷。而内部防雷装置主要是用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应，减少建筑物内的雷电波侵入和雷电波所产生的电磁效应，防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害所采用的防雷措施，即防止感应雷的侵入。在进行防雷设计时，要重视电磁脉冲和雷直击的影响，所以不仅要做好外部的防雷工作，还要做好内部的电位变化对设备的影响；这种内部的防雷做法称为二次防雷装置，主要是将建筑物的电位进行等电位结合，这样可以避免不平衡电位对于设备的影响。
3.2 配电回路防雷设计
为了提升水泥厂的运行稳定性，在电气子自动化系统设计中，要注意配电回路的防雷设计。由于水泥厂的电气系统一般是由三级电压构成，系统中的二级回路和三级回路很容易受到雷击的影响。为了提升水泥厂电气系统的稳定性，要对二级配电回路和三级配电回路进行防雷设计，避免上一级回路的雷电电压和电流对配电回路造成影响。当然，外界信号系统的网络线也是雷电流流入的一大途径，也会破坏电气自动化系统。但由于外界信号系统与水泥厂的运行直接联系较少，并且外界信号系统多采用光缆线路，可以有效地防止雷电流侵害，因此这种情况可以不予考虑。
4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：
[1]王瑶，余唯扬，马婷.浅谈接地技术和防雷技术在水泥厂电气自动化系统的应用[J].四川水泥，2018，10（9）：18.
[2]郭中鹏.浅谈水泥厂建筑和设备的接地与防雷[J].建材与装饰，2016，11（45）：210-211.