随着现代油田建设的快速发展，对油田生产的自动化控制程度要求也不断提高。加热炉作为油田原油加热的主要设备，其低压配电柜的供电安全不仅关乎到加热炉的稳定运行，更涉及到油田生产安全。本文简单介绍了加热炉低压配电柜的特点，以及低压配电柜在使用中经常出现雷击现象的原因和解决方法。
1.加热炉低压配电柜结构及特点
1.1加热炉配电柜结构，先简单介绍一下加热炉的工作原理，由燃气器产生热量，把加热介质水转换成蒸气，利用蒸气热量加热盘管内的原油，加热炉对燃气压力、可燃气体浓度、盘管内进出口温度、炉内蒸气压力、炉体内水位情况进行检测，形成一个闭环负反馈的控制系统。系统采用plc控制。从外形结构立柜式配电柜，柜底部有开口接入信号线、电源线。在柜门上安触摸屏、指示灯、启停按钮、报警蜂鸣器。柜内配电盘上的主要元件有小型断路器、稳压电源、三孔插孔、中间继电器、保险端子、安装导轨。配电柜的尺寸也可以用户的要求进行定制。
1.2加热炉配电柜特点，设计合理、便于安装。柜门上的触摸屏可以实时显示加热炉的运行情况，便于观察和故障查询。在对其维护和保养时也是比较便捷的，内部空间大便于工人施工和安装。拥有强大的断路能力，并且具有稳定的动态性，由于当时设计的技术水平存在差异，造成了一些缺点，电线的回路明显较少，配电柜中各个单元之间存在不能整合组装的现象，配电柜整体占用的空间比较大。
2.低压配电柜被雷击的原因分析
加热炉低压配电柜在使用工况都比较恶劣，大都在野外，线路要经受酷暑高温、严寒自然环境的考验，加速了线路老化。到了夏季多雷雨天，低压配电柜会出现短路现象使CPU模块、模拟量输入模块等重要元件被烧，给油田生产造成阻碍，低压配电柜产生故障的原因是被雷击的，这些雷电波进入到配电柜中，能够产生高达百万伏的电压，破坏力相当大，它直接对低压配电柜中保护设备的绝缘体造成侵害，使低压配电柜中的绝缘体受到严重破坏，无法保护配电柜正常工作，最后导致整个控制系统的报废。可以从以下几个方面进行分析产生雷击破坏的原因：
2.1低压配电柜安装位置不正确，我们安装配电柜时，选择安装位置很重要，油田用加热炉配电柜大都安装在值班室内，也有少量安装在加热炉工作现场。这样难免造成配电柜距离避雷线以及连接地面的设施太近。防直击雷的人工接地体距建筑物出人口或人行道不应小于3m。当小于3m时应采取下列措施之一：(1)水平接地体局部深埋不应小于1m; (2)水平接地体局部应包绝缘物，可采用50～80mm厚的沥青层; (3)采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50～80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2m。
2.2雷电袭击时保护装置没有达到要求，在雷击时，架空线上会突然产生高压电流，虽然持续时间会很短但是产生的电压已经足够能把低压配电柜中的绝缘设备烧坏，雷电保护装置是否达到国家相关规范要求直接关系到生产设备的运行安全以及人员安全。其中最重要的是防雷接地网的设置，对能够达到有效保护设备安全的防雷接地网的电阻有严格规定，过高和过低都不能有效释放雷电流，都不能使防雷设备对地面产生高电压。
2.3进入室内的电线没有装防雷设备，在雷雨天气，空旷地方架起的电线是最危险的地方，因高度放电效应而最容易受到雷击，如果空旷地方架起的电线受到雷击，电流就会传到入户线的地方，在这个关键的地方没有安装任何防雷设施，强大的电流就直接作用在低压配电柜上，使保护设备的绝缘体受到破坏，造成低压配电柜的短路现象。
3.加热炉低压配电柜防止被雷击的方法措施
雷电产生的强大电流作用在低压配电柜上是造成毁灭性的破坏，针对这个雷击事件限制电压过高就能达到预期的保护目的，为了避免低压配电柜受到过压，必须研究低压配电柜内部配电设备系统构成，对其实施保护。
3.1在加热炉内配电柜内安装防雷模块（浪涌保护SPD），防雷模块是防雷器的一种，做成模块状，卡在配套的底座上。其底座通常是安装在导轨上的。防雷模块是在感应到线路上高压后瞬间把线路和“地”联通，泄放雷电流的。在防雷模块使用的过程中要求接线方式正确；泄放雷电通路性能良好——电阻小；接地电阻达到要求，一般小于4欧姆；在电源防雷模块方面要注意电气配合，就是每级防雷器之间的距离要合适；防雷器本身运行正常：没有烧黑的现象，指示灯正常，用模块检测设备检查正常。
本设备采用串联安装。
3.2严格遵守配电柜安装放置的原则，这样做能够有效的减少电能的耗损，而且进线和出线安装时方便，对于配电柜安置的环境相对来说要比较稳定，清洁干净，散热情况良好， 尽量避免安装在剧烈运动的场所，如安装在加热炉燃烧间内的配电柜会受到加热炉工作时产生共振的影响。对低压配电柜与避雷设备的距离进行调整，防止由于雷电流的传导而造成的过高压直接作用在低压配电柜上，造成短路现象。
3.3科学设置避雷设备中接地线的电阻，接地线电阻等于接地装置的对地电压与通过接地体流入地中的电流比值。它主要包括：接地体与接闪器的连接电阻、接地体本身电阻、接地体与土壤接触电阻、接地体周围土壤体积电阻。另外接地电阻还与接地网的方法、接地体的形状大小、土壤结构成分以及湿度有关。水平接地材料埋设于冻土层以下，因为土结冻时候它的电阻率会直线上升，一般考虑冻土层0.8m厚。接地体买入地下后，接地体间距不应小于5米，埋入接地体后周围的土壤要用新土夯实。本加热路配电柜的接地体为镀锌圆钢，其长度为其直径的6倍。
4.结束语
在使用低压配电柜时发生雷击情况是需要重视的，综上了解到如何解决这些问题的方法，包括有安装防雷模块、严格规定配电柜安放位置、合理改善接线电阻、改变架空线的电流等等。通过这篇文章，我们对在使用低压配电柜中遇到的问题有了认知，更好的为现代化油田建设服务。
皖公安备34100202000260
