标准编号:	SH/T 3164-2021
中文名称:	石油化工仪表系统防雷设计规范
英文名称:	Design specification for instrument system lightning surge protection in petrochemical industry
行业分类:	SH    石油化工行业标准
发布机构:	中华人民共和国工业和信息化部
发布日期:	2021-08-21
实施日期:	2022-2-1
标准状态:	现行
替代旧标准:	SH/T 3164-2012 石油化工仪表系统防雷工程设计规范
翻译语言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符数:	37000 字
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Design specification for instrument system lightning surge protection in petrochemical industry



1 Scope



This specification specifies the design specification for lightning surge protection engineering of instrumentation.



This specification is applicable to the design of lightning surge protection for instrumentation used in explosive atmospheres and non-explosive atmospheres in petrochemical industry and for new construction, extension and renovation of factories using coal as raw materials to prepare fuel and chemical products.



2 Normative references



The following documents contain requirements which, through reference in this text, constitute provisions of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.



GB 50057-2010 Code for design protection of structures against lightning

GB/T 18802.21 Low-voltage surge protective devices - Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signaling networks - Performance requirements and testing methods



3 Terms and abbreviations



3.1 Terms



For the purposes of this specification, the following terms apply.



3.1.1

air-termination system

metal object and metal structure used for directly receiving or withstanding lightning strikes, such as air-termination rod (formerly known as "lightning conductor"), air-termination belt (line) and air-termination grid



3.1.2

down conductor system

conductor connecting the air-termination system to the earth termination system



3.1.3

earth termination system

set of bonding conductors between earthing electrodes



3.1.4

earth electrode

buried metal object forming conductive contact with the earth; various metal components, metal facilities, metal pipelines, metal equipment, etc., which are in direct contact with the earth, may be regarded as earth electrode, which is called natural earth electrode



3.1.5

bonding

connection of the equipment, instrument and bonding bar that need to be earthed into an earthing system with bonding wires and conductors



3.1.6

bonding conductor

conductor used for connecting various pieces of equipment and bonding bar that need to be earthed into an earthing system



3.1.7

direct lightning flash

lightning that directly strikes actual objects such as buildings, earth, facilities or equipment



3.1.8

lightning current

current in the lightning discharge path



3.1.9

thunderstorm day

number of days when one or more thunders are heard; the average annual thunderstorm day in a region is the average of annual thunderstorm day statistics for many years in this region, and it is one of the indicators to characterize the frequency of lightning activity in this region



3.1.10

lightning induction

electrostatic induction and lightning electromagnetic induction generated in the space surrounding lightning current



3.1.11

lightning electromagnetic induction

phenomenon that lightning current generates an electromagnetic field in the surrounding space and a conductor generates an induced electromotive force in this electromagnetic field



3.1.12

electromagnetic shielding

shield to the protected target with a material capable of reducing the passage of electromagnetic field



3.1.13

lightning surge

current and voltage in the form of pulses conducted along a circuit or conductor generated by lightning electromagnetic induction



3.1.14

equipotential bonding

conductive connection among various metal components, metal facilities, metal pipelines and metal equipment with conductors, so that the potentials of the objects are approximately equal



3.1.15

bonding strip

strip metal installed in the cabinet that collects and connects the bonding wires, which may be classified into working bonding strip, protective bonding strip, etc. based on the application



3.1.16

bonding bar

strip metal installed out of the cabinet, which has a large overall dimension and is used for collecting multiple bonding wires or composing earthing grid



3.1.17

surge protective device

device that uses gap discharge, bypass conduction and voltage limiting methods for shunting surge current and limiting instantaneous overvoltage to protect electrical or electronic devices



3.1.18

maximum continuous operating voltage

maximum voltage that is continuously applied to a surge protective device without affecting the signal transmission process and signal quality, also known as maximum operating voltage

 

3.1.19

nominal discharge current

max. anti-surge current capacity of a surge protective device without being damaged, that is, the maximum discharge capacity of the surge protective device to surge current if it is subjected to the standard experimental waveform current and the specified number of experiments



3.1.20

voltage protection level

maximum voltage present at the rear end of a surge protective device when the surge protective device discharges the max. anti-surge current, that is, the residual voltage, also known as limited voltage



3.1.21

nominal voltage

long-term normal operating voltage of a surge protective device between wires or between wires and the earth under specified environmental conditions and limited leakage current



3.1.22

maximum leakage current

limited leakage current of a surge protective device at the nominal voltage



3.1.23

nominal current

long-term normal operating signal current of a surge protective device under specified environmental conditions and nominal voltage



3.1.24

instrumentation

general term for electric and electrical signal instruments and control systems in this specification



3.1.25

simple apparatus

electrical components whose electrical parameters conform to the intrinsic safety performance of the circuit, components and combinations of components such as capacitors, inductors and batteries without internal energy sources and with strictly limited energy storage parameters, that is, a specific term for intrinsic safe system



3.1.26

bonding terminal

bonding plate for connecting an instrumentation earthing grid with an electrical earth termination system



3.1.27

safety extra-low voltage

voltage for insulation and isolation between electrical system and other power supply systems that does not exceed the limit: ≤ AC 50 V, or ≤ DC 120 V, and exposed conductive part earthed, and that complies with the voltage specified in GB/T 16895.21-2020/IEC 60364-4-41:2017 on safety extra-low voltage



3.2 Abbreviations



For the purposes of this specification, the following abbreviations apply:



Abbreviation English name

SPD Surge protective device

Un Nominal voltage

Uc Maximum continuous operating voltage

Up Voltage protection level

In Nominal discharge current

Ic Maximum leakage current

IN Nominal current

SELV Safety extra-low voltage



4 General



4.1 In the design of lightning surge protection engineering, according to the specific situation of the protection target, an appropriate protection scope shall be determined and an appropriate protection scheme shall be adopted to reduce the risk of lightning strikes to a tolerable level, meet the investment conditions of disaster prevention and mitigation, effectively protect from lightning strikes, and reduce the losses caused by lightning strikes on instrumentation.



4.2 The lightning surge protection engineering for instrumentation shall adopt all of the following means:



a) Setting of the surge protective device;



b) Instrumentation earthing;



c) Shielding of instrumentation signal cables;



d) Shielding of instrumentation equipment.



4.3 The protective earthing, working earthing, intrinsic safe earthing, shielding earthing, static electricity protection earthing and surge protective device earthing of the instrumentation shall be finally connected to the electrical earth termination system, and the earthing resistance shall comply with the earthing resistance of the earth termination system.



4.4 The core twisted type shall be used in the instrumentation signal cables and communication cables.



4.5 The optical cables should be used in the communication network of outdoor instrumentation.

Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and abbreviations
3.1 Terms
3.2 Abbreviations
4 General
5 Decision of lightning surge protection engineering for instrumentation
6 Earthing system in lightning surge protection engineering for instrumentation
6.1 Instrumentation earthing system in control room
6.2 Cabinet and operating console earthing
6.3 Bonding conductor and wire
6.4 Laying of cables and wire
6.5 Bonding method
6.6 Earthing sign
7 Surge protective device
7.1 General
7.2 Type of surge protective device
7.3 Parameters of surge protective device for signal type
7.4 Surge protective device setting
7.5 Lightning surge protection in AC power supply
8 Lightning surge protection for instrumentation in control room
8.1 Shielding for instrumentation in control room
8.2 Installation for surge protective device
8.3 Earthing and bonding for surge protective device
9 Lightning surge protection for field instrumentation
9.1 Lightning protection for field instrumentation
9.2 Installation for surge protective device
9.3 Field instrumentation earthing
10 Lightning surge protection for cables
10.1 Shielding of cables
10.2 Earthing for cable shielding
10.3 Spare cable and spare core of cable
11 Lightning surge protection for intrinsic safety system
11.1 Surge protective device for intrinsic safety system
11.2 Installation for surge protective device
11.3 Bonding in intrinsic safety system
12 Lightning surge protection for fieldbus system
12.1 Surge protective device for fieldbus system
12.2 Surge protective device application
12.3 Fieldbus system earthing
13 Lightning protection for control building
Appendix B (Informative) Network type earthing referenced drawing
Appendix B (Normative) Shielding of cables earthing referenced drawing
Bibliography
Explanation of wording in this specification

ICS 91.120.40
P 72
备案号：J3023-2022
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
SH/T 3164—2021
代替SH/T 3164—2012



石油化工仪表系统防雷设计规范
Design specification for instrument system lightning surge protection in
Petrochemical industry




2021-08-21发布 2022-02-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布
前言
根据中华人民共和国工业和信息化部《2017年第三批工业行业标准制修订计划》(工信厅科〔2017〕106号)的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结规范执行和实际工程的实践经验，参考有关国际标准和国内、外标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。
本规范共分13章及1个规范性附录和1个资料性附录。
本规范主要内容包括：总则；仪表防雷工程的确定；仪表防雷工程接地系统；电涌防护器：控制室仪表防雷；现场仪表防雷；仪表电缆防雷；本质安全系统防雷；现场总线系统防雷；控制室建筑物防雷。
本次修订的重点是：
——规定了网型结构的接地系统；
——确定了控制室仪表防雷接地采用网型结构；
——删除了其他类型的接地结构；
——规范了仪表防雷工程的方法；
——增加了网型结构接地设计参考图和电缆屏蔽接地参考图两个附录。
本规范由中国石油化工集团有限公司负责管理，由中国石油化工集团有限公司自动控制设计技术中心站负责日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。
通讯地址：上海市徐汇区中山南二路1089号徐汇苑12层
邮政编码：200030
电话：021-64578936
传真：021-64578936
通讯地址：北京市朝阳区安慧北里安园20号
邮政编码：100101
本规范2012年首次发布，本次修订为第1次修订。
石油化工仪表系统防雷设计规范
1 范围
本规范规定了仪表系统防雷工程的设计规则。
本规范适用于石油化工和以煤为原料制取燃料及化工产品工厂的新建、扩建和改建工程中爆炸性环境和非爆炸性环境仪表系统的防雷设计。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 50057—2010 建筑物防雷设计规范
GB/T 18802.21 低压电涌保护器 第21部分：电信和信号网络的电涌保护器(SPD)—性能要求和试验方法
3 术语和缩略语
3.1 术语
下列术语适用于本规范。
3.1.1
接闪器 air-termination system
用于直接接受或承受雷击的金属物体和金属结构，如：接闪杆(旧称避雷针)、接闪带(线)、接闪网等。
3.1.2
引下线 down conductor system
连接接闪器与接地装置的导体。
3.1.3
接地装置 earth termination system
接地体和接地体之间连接导体的集合。
3.1.4
接地体 earth electrode
埋入地下并与大地形成导电接触的金属物体，也称接地极。直接与大地形成导电接触的各种金属构件、金属设施、金属管道、金属设备等可以视为接地体，称为自然接地体。
3.1.5
接地连接 bonding
将需要接地的设备、仪表、接地汇流排等，用接地导线、接地连接导体连接成接地系统。
3.1.6
接地连接导体 bonding conductor
用于连接各个需要接地的设备、各类接地排等，形成接地系统的导体。
3.1.7
直击雷 direct lightning flash
直接打击在建筑物、大地、设施或设备等实际物体的雷电。
3.1.8
雷电流 lightning current
雷电放电路径的电流。
3.1.9
雷暴日 thunderstorm day
听到一次及以上雷声的天数。地区的年平均雷暴日是该地区多年的年雷暴日统计的平均值，是表征该地区雷电活动频繁程度的指标之一。
3.1.10
雷电感应 lightning induction
雷电流周围空间产生的静电感应和雷电电磁感应。
3.1.11
雷电电磁感应 lightning electromagnetic induction
雷电流在周围空间产生电磁场以及在此电磁场中导体产生感应电动势的现象。
3.1.12
电磁屏蔽 electromagnetic shielding
用能够减少电磁场通过的材料对所防护目标的屏障。
3.1.13
雷电电涌 lightning surge
由雷电电磁感应产生的沿电路或导体传导的脉冲形态的电流、电压，也称雷电浪涌。
3.1.14
等电位连接 equipotential bonding
用导体将各种金属构件、金属设施、金属管道、金属设备等进行导电连接，使各物体的电位近似相等。
3.1.15
接地汇流条 bonding bar(trip)
机柜内安装的汇集连接接地线的条形金属。根据其用途可分为工作接地汇流条、保护接地汇流条等。
3.1.16
接地排 bonding bar
机柜外安装的汇集连接接地线或构成接地网的外形尺寸比较大的条形金属。
3.1.17
电涌防护器 surge protective device
采用间隙放电、旁路导通和限压等方式分流电涌电流并限制瞬时过电压，保护电气或电子设备的器件。也称电涌保护器、浪涌保护器、雷电浪涌防护器。
3.1.18
最大持续运行电压 maximum continuous operating voltage
持续加在电涌防护器而不影响信号传输过程和信号质量的最大电压。也称最大工作电压。
3.1.19
标称放电电流 nominal discharge current
电涌防护器不被损坏所能通过的最大电涌电流(max. anti-surge current capacity)，即电涌防护器在通过标准实验波形电流和规定实验次数时，对电涌电流的最大泄放能力。
3.1.20
电压保护水平 voltage protection level
电涌防护器泄放最大电涌电流时，在电涌防护器后端所呈现的最大电压，即残余的电压。也称限制电压。
3.1.21
额定工作电压 nominal voltage
在规定环境条件和限定漏电流下，电涌防护器的线线之间或线-地之间的长期正常工作电压。
3.1.22
最大漏电流 maximum leakage current
电涌防护器在额定工作电压下的限定泄漏电流。
3.1.23
额定工作电流 nominal current
电涌防护器在规定环境条件和额定工作电压下的长期正常工作信号电流。
3.1.24
仪表系统 instrumentation
本规范对电动、电信号仪表及控制系统的统称。简称仪表。
3.1.25
简单设备 simple apparatus
电气参数符合电路本质安全性能的电气元件，无内部能源并严格限定蓄能参数的电容、电感和电池等元件及元件组合。本质安全系统的专有用词。
3.1.26
电气接地板 bonding terminal
用于仪表接地网与电气接地装置连接的接地连接板。也称电气接地排。
3.1.27
安全特低电压 safety extra-low voltage
电气与其他电源系统绝缘隔离、电压不超过限值：≤交流50V，或≤直流120V、外露导电部分不接地，符合GB/T 16895.21—2020/IEC 60364-4-41：2017关于安全特低电压规定的电压。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本规范。
缩略语 英文全称 中文名称
SPD Surge protective device 电涌防护器
Un Nominal voltage 额定工作电压
Uc Maximum continuous operating voltage 最大持续运行电压
Up Voltage protection level 电压保护水平
In Nominal discharge current 标称放电电流
Ic Maximum leakage current 最大漏电流
IN Nominal current 额定工作电流
SELV Safety extra-low voltage 安全特低电压
4 总则
4.1 防雷工程的设计应根据防护目标的具体情况，确定合适的防护范围，采用适宜的防护方案，将雷击事件的风险降低到可容忍的程度，符合防灾减灾的投资条件，有效地防护雷击事件，减少仪表雷击事件造成的损失。
4.2 仪表防雷工程应同时采用下列方法：
a)设置电涌防护器；
b)仪表系统接地；
c)仪表信号电缆的屏蔽；
d)仪表设备的屏蔽。
4.3 仪表的保护接地、工作接地、本质安全接地、屏蔽接地、防静电接地、电涌防护器接地应最终接到电气接地装置，接地电阻应遵从电气接地装置的接地电阻。
4.4 仪表信号电缆和通信电缆应采用芯线互绞型。
4.5 室外仪表系统通信网络宜采用光缆。
5 仪表防雷工程的确定
5.1 应根据5.2～5.6条件之一判别确定实施仪表防雷工程。
5.2 当建筑物根据GB 50057—2010第3章确定设置雷电防护，且内部安装仪表，特别是带有室外信号线路的，宜实施仪表防雷工程，以防室外信号线路引雷入室，损坏电子设备、危及人身安全。
5.3 发生过人员遭受雷击伤害或危及安全生产的雷击损害事件的工厂区域宜实施仪表防雷工程。
5.4 当监管部门或业主评定雷击事件造成的可能经济损失大于可容忍经济损失，或预计雷击事件风险大于可容忍风险时，应实施仪表防雷工程。
5.5 当工厂区域曾经出现数值在130kA以上雷电流强度的雷击次数≥2次/年时，宜实施仪表防雷工程。雷击次数及雷电流强度可根据当地气象部门资料或自行测定结果确定。
5.6 有相应管理权或监督权的部门可不经评估就规定需要实施仪表防雷工程。
6 仪表防雷工程接地系统
6.1 控制室接地系统
6.1.1 控制室仪表接地系统应采用网型结构的接地系统，可用于各类装有仪表的建筑物及房间。
6.1.2 控制室的保护接地、工作接地、本质安全接地、屏蔽接地、防静电接地、电涌防护器接地等均应就近接到统一的网型结构接地系统。网型结构接地系统不应区分接地类型。
6.1.3 网型结构应采用多根接地排连接成网格的形式；接地排应根据仪表机柜及操作台的排列，布置到所有机柜及需要接地的操作台下方的活动地板下、电缆沟里或合适的空间。
6.1.4 两排及以上机柜的接地网格应在两端及中间连接，网格行、列间距应≤5m或单个网孔周长应≤20m；典型的网型结构应符合图6.1.4所示的网型结构示意图。

接地线
网型结构接地排
接地装置
电气接地板
图6.1.4 网型结构示意图
6.1.5 对单排机柜或单排操作台，宜采用单根接地排。
6.1.6 网型结构的接地排应采用截面积≥40mm×4mm(宽×厚)的铜材或热镀锌扁钢焊接制作，接地排材料之间不应采用导线连接。
6.1.7 网型结构的接地排应安装在机柜底部支撑或其他支架上，高度宜靠近机柜底部，见附录A。接地排宜采用非绝缘支架等材料安装。
6.1.8 网型结构的室内接地网应采用至少4条截面积≥40mm×4mm(宽×厚)的铜材或热镀锌扁钢的接地连接导体，应经不同路径、至少两个方向的连接方式分别接到电气接地装置引到室内的电气接地板。
6.1.9 电气接地板应采用单独的接地连接导体接到电气接地装置，且宜均匀分布，当相邻电气接地板的接地排连接路径大于30m时，应增加电气接地板。
6.1.10 对于单排机柜或单排操作台，可适当减少接地连接导体和电气接地板；对于没有工作接地仪表的房间，接地网宜为保护接地设置1路～2路电气接地板。
6.1.11 同一房间的接地网应为一个网型结构，不同房间的接地网可合并为一个网型结构或分别设置网型结构并采用接地连接导体连接。
6.1.12 来自供电系统的地线(PE线)应接到仪表配电柜的接地排，并应采用截面积≥16mm2的多股铜芯导线压接的方式连接到网型结构接地排。
6.2 机柜及操作台接地
6.2.1 机柜内的工作接地和保护接地应按照图6.2.1的接地示意图就近直接接到下方的接地排。对于直流输出端需要与接地绝缘的隔离型直流电源装置的直流输出线路不应接地(图中未表示)。

直流电源
电涌防护器
齐纳安全栅
控制系统
保护接地
工作接地
网型结构接地排
注：图中齐纳安全栅接地导轨可接电涌防护器导轨(如图示)，也可接保护接地或工作接地(未表示)。导线截面积a：1.5mm2～4.0mm2；b：4.0mm2～6.0mm2；c：6.0mm2～16mm2。
图6.2.1 机柜与网型结构接地示意图
6.2.2 机柜内的电涌防护器接地导轨应直接接到机柜下方的接地排或就近接到机柜内的保护接地汇流条；电涌防护器接地导轨与机柜之间的安装不宜使用绝缘垫片。
6.2.3 机柜的柜体应连接到机柜内的保护接地汇流条，机柜与基础之间不应使用绝缘垫片。
6.2.4 应为需要接地的仪表、操作设备、金属操作台沿供电电缆路径敷设截面积≥40mm×4mm(宽×厚)的铜材或热镀锌扁钢作为接地排，装有需要外接地的设备的金属操作台应按照图6.2.4就近接到接地排。绝缘材料外表面的操作台或装有不需要外接地的设备的金属操作台不应接地。

控制室地面
网型结构接地排
图6.2.4 操作台接地示意图
6.2.5 每台需要接地的仪表、设备、仪表盘、操作台等均应采用接地线接到网型接地排，需要串联连接的串联数量宜≤3。机柜不应采用以导线连接的链接式串联方式接地。
6.3 接地连接导体及导线
6.3.1 所有接地连接导体应采用截面积≥40mm×4mm(宽×厚)的铜材或热镀锌扁钢，不应以导线代替。
6.3.2 接地导线应采用绝缘多股铜芯导线，导线截面积宜符合下列规定：
a)室内或现场的单台仪表、接线箱、仪表箱、机柜本体等：1.5mm2～4.0mm2；
b)机柜内汇流导轨或接地汇流条之间：4.0mm2～6.0mm2；
c)机柜内接地汇流条与机柜外接地排之间：6.0mm2～16mm2。
6.3.3 每根接地导线的长度不宜大于3m，否则宜敷设接地连接导体或增加导线截面积。
6.3.4 接地导线的外表面颜色应为黄绿相间两色或绿色。
6.4 导线及电缆敷设
6.4.1 接地导线应采用尽可能短的路径，并应拉直敷设，不应保留多余导线或将导线卷曲。
6.4.2 所有接地导线、接地连接导体的敷设均应避免可能产生机械损伤的路径，或应采取防护措施。
6.4.3 仪表信号电缆路径与建筑物防雷引下线交叉敷设或平行敷设的间距应符合表6.4.3的限制。
表6.4.3 信号电缆路径与防雷引下线的敷设间距
敷设条件 与防雷引下线的敷设间距m
未穿钢管或槽盒的仪表信号电缆的路径 穿钢管或槽盒的仪表信号电缆的路径
交叉敷设 ≥2.0 ≥1.0
平行敷设 ≥3.0 ≥1.5
6.4.4 接地连接导体可在地面敷设，也可采用地面支架敷设。
6.5 接地连接方式
6.5.1 接地导线应采用压接方式；导线端应采用铜或镀锡铜连接片压接；所有采用压接方式的连接点均应采用带有防松垫片的镀锌钢螺栓压紧固定，实现导电连接。同一压接点的压接导线不应多于两条。
6.5.2 接地连接导体之间的连接、接地连接导体与接地排的连接应采用至少两边焊接的方式，焊缝总长度应＞160mm，焊接部位应做防腐处理；交叉连接时可采用附加焊接板的方式保证焊缝长度；不得采用导线及接线片压接的方式。
6.5.3 接地连接导体与电气接地板宜采用带有防松垫片的镀锌钢螺栓压接的方式连接。
6.5.4 所有导线、导体连接点应先进行腐蚀清洁处理后再实施连接，并应根据气候环境进行防腐处理。
6.6 接地标志
6.6.1 控制室内各类接地导线、接地连接导体、接地排等的施工应易于检查和维护，并应设置明显标志。
6.6.2 与电气接地板的连接处应设置明显的标志。
7 电涌防护器
7.1 通用规定
7.1.1 仪表电涌防护器应采用免维护型，应能耐受多次雷电电涌冲击而不损坏。
7.1.2 电涌防护器宜按批次进行参数和性能检验，并应具有检验证书；电涌防护器的生产制造商应具有雷电标准试验波形的模拟电涌检验设备，检验应由制造商按GB/T 18802.21或制造商标准进行。
7.1.3 没有雷电标准试验波形的模拟电涌试验及检验设备的单位或机构不得进行除CCC认证以外的任何形式或性能的检验、认证及颁发证书。
7.1.4 当仪表需要配备电涌防护器时，应按7.2、7.3、7.4的规定配置。
7.1.5 可采用带监测功能的电涌防护器并配置相应的集中监测设备。
7.2 电涌防护器类型
7.2.1 仪表常用的电涌防护器有：信号类、直流24V电源类、交流或直流220V电源类、通信类等，选型应根据防护目的、信号类型、运行电压等级、安装地点、安装方式等因素确定。
7.2.2 两线制、三线制、四线制的4mA～20mA信号仪表或其他信号类型的仪表，以及为室外单台仪表供电的24V直流电路应按信号类型配备电涌防护器。
7.2.3 供电输入线路在室外架空长度超过100m的直流24V电源装置宜按7.5.1配备电涌防护器。
7.2.4 交流或直流220V供电四线制仪表的供电应按220V电源类配备电涌防护器。
7.2.5 控制系统通信网络应按通信类配备电涌防护器，规格及各项参数应适用于所连接的通信设备。
7.2.6 不应采用多信号通道的电涌防护器。直流24V供电的四线制仪表因供电电流值与信号电流值相近，故供电线路视为信号通道，可采用双信号通道电涌防护器。
7.2.7 电涌防护器不应影响和改变仪表及线路的信号及传输特性。
7.2.8 现场仪表的信号类电涌防护器包括装配式和内置式，装配式电涌防护器应采用并联接线方式。
7.3 信号类电涌防护器参数
信号类电涌防护器的基本参数应符合表7.3的规定。
表7.3 信号类电涌防护器的基本参数
参数名称 参数值 用途 备注
最大持续运行电压 Uc≥32V 24V直流供电仪表 当直流电源电压可能＞32V时，Uc≥36V
额定工作电流 IN≥150mA 两线制、三线制、四线制的4mA～20mA信号仪表(包括带HART通信信号)
IN≥600mA 24V直流供电电流大于60mA的三线制、四线制4mA～20mA信号仪表
标称放电电流 In≥10kA 信号类
电压保护水平 Up≤60V 24V直流工作电压的仪表 并应小于被保护仪表的无损害承受电压
Up≤30V RS485接口等低电压通信类仪表 或根据信号工作电压确定
工作频率 f≥20kHz 信号类
f≥40kHz 现场总线类
f≥最高通信频率 通信类 用于通信设备
最大漏电流 Ic≤5μA 信号类
7.4 电涌防护器设置
7.4.1 仪表防雷工程应设置电涌防护器，实施防雷工程的仪表应按本节设置电涌防护器；不应以其他方法代替电涌防护器。对于确实没有适用的或无法安装电涌防护器的现场仪表，应将仪表安装在钢铁材质的保护箱或防护罩内；同时宜根据检测需要和实际情况配备冗余的现场仪表，并宜采用不同路径分别敷设电缆。
7.4.2 当信号电缆在室外地面以上敷设的水平路径长度大于100m或在地面以上垂直高度大于10m时，即具备设置电涌防护器的条件，控制室侧仪表应设置电涌防护器。
7.4.3 地上罐区仪表的控制室侧仪表应设置电涌防护器。
7.4.4 符合7.4.2条件的或地上罐区的下列现场仪表应设置电涌防护器：
a)变送器等转换成电信号的电动、电子测量仪表；
b)气体探测器、分析仪；
c)电气转换器、电气阀门定位器、电磁阀、电动执行机构等电动、电信号执行器类；
d)热电阻；
e)电子开关；
f)继电器线圈；
g)固定安装位置的网络及通信设备；
h)其他对雷电电涌敏感或不能承受雷电电涌的仪表。
7.4.5 可不设置电涌防护器的仪表：
a)热电偶；
b)机械触点开关、按钮；
c)非电动或与电信号无关的仪表；
d)其他能够承受雷电电涌的仪表。
7.5 交流供电的防雷
7.5.1 交流供电设备的防雷设计和电涌防护器的配备应遵照GB 50057—2010第6.4.4～6.4.7条的规定。
7.5.2 对需要设置电涌防护器的现场交流供电仪表，应按照交流供电参数配备电涌防护器。
8 控制室仪表防雷
8.1 控制室仪表的屏蔽
8.1.1 控制室仪表宜安装于钢铁材质的机柜或金属外壳内，机柜的门、顶、底、侧板等分离部件应采用截面积≥2.5mm2绝缘多股铜芯导线或其他有效的方式进行导电连接。
8.1.2 机柜内应装有与机柜本体相连接的保护接地汇流条，并应就近接到机柜下方的接地排。
8.2 电涌防护器的安装
8.2.1 控制室仪表应按第7章的规定设置电涌防护器。
8.2.2 控制室仪表电涌防护器应安装在机柜内。
8.2.3 仪表电缆进入控制室后，应先接电涌防护器，再接后续仪表(包括保险类端子)。
8.3 电涌防护器的接地
8.3.1 控制室内安装的电涌防护器应采用金属导轨安装型，并以此安装导轨作为接地汇流条。
8.3.2 对不以金属导轨作接地汇流条的安装方式的特殊电涌防护器，应设置接地汇流条。
8.3.3 电涌防护器接地导轨或接地汇流条应接到机柜下方的接地排或机柜内的保护接地汇流条。
9 现场仪表防雷
9.1 现场仪表的雷击防护
9.1.1 仪表应避免安装在室外设备、平台、建筑物等物体的顶端或突出位置而成为接闪物体。
9.1.2 当仪表的安装位置有可能使仪表形成接闪物体，又无法移位时，应将仪表安装在钢铁材质的保护箱或防护罩内，箱体或防护罩应接地。
9.2 电涌防护器的安装
9.2.1 现场仪表应采用装配式电涌防护器，对于无法安装装配式电涌防护器的仪表可以采用内置式电涌防护器；电涌防护器的参数应符合7.3的规定。现场仪表宜采用线-线保护型电涌防护器。
9.2.2 装配式电涌防护器应采用密封螺纹的形式，安装在现场仪表本体的空置进线口或进线口外配的三通接口。外配的三通接口应采用密封螺纹安装结构。
9.2.3 装配式电涌防护器的接线应尽可能短，不应保留多余导线或将导线卷曲。
9.2.4 防爆型仪表装配的电涌防护器不应改变仪表本体防爆结构和防爆性能；安装在仪表进线口上的防爆型电涌防护器应通过中国国家授权的防爆认证机构的国家强制性产品认证(CCC认证)并取得证书。
9.2.5 本质安全系统现场仪表的电涌防护器还应符合11.1的规定。
9.3 现场仪表的接地
9.3.1 现场仪表的接地应为保护接地，应符合表9.3.1的规定，应采用外壳接地端子或通过安装自然接地的方式。
表9.3.1 现场仪表接地
仪表防爆类型 爆炸危险区域0区、1区 爆炸危险区域2区 非爆炸危险区域 有电涌防护器
本安仪表 不接地 不接地 不接地 应接地
非本安仪表 安全特低电压 宜接地 不接地 不接地 应接地
非安全特低电压 应接地 宜接地 宜接地 应接地
9.3.2 需要接地的仪表外壳、保护箱、接线箱、机柜等的接地端子应采用导线按照6.5.1的规定直接连接，或利用电缆保护钢管、测量钢管、安装部件、电缆槽、钢结构、设备等金属物体作为中间连接导体最终接到电气接地设施；已经通过上述金属物体实现导电连接的仪表，不必再用导线重复连接。
9.3.3 所有接地导线、导体的连接点应按6.5.4的规定处理。
9.3.4 电涌防护器的接地线应接在仪表内部的接地端子上，同时，仪表外壳接地端子应接地。
9.3.5 现场需要接地的仪表、设备、仪表箱、支架等可以串联连接，串联数量宜≤3。
10 仪表电缆防雷
10.1 电缆的屏蔽
10.1.1 现场仪表的配线和室外敷设的电缆宜采用屏蔽电缆穿钢管或用封闭金属电缆槽的方式敷设，铠装电缆可不穿钢管或不用电缆槽敷设。
10.1.2 宜采用钢板或铝合金板等金属材料的封闭结构电缆槽，当采用非金属材料电缆槽时，宜采用带有金属内衬或夹层的材料。
10.1.3 钢管与仪表、钢管与钢管、钢管与电缆槽、电缆槽与电缆槽等之间的衔接处宜减少露空，在分断处宜有电气连接，或分别接地。
10.1.4 电缆宜采用内、外屏蔽的方式，各屏蔽体之间应互相绝缘。
10.1.5 电缆外层屏蔽体可利用：
a)电缆保护钢管、金属电缆槽；
b)金属铠装屏蔽电缆的铠装层；
c)分屏蔽加总屏蔽电缆的总屏蔽层。
10.1.6 电缆内层屏蔽体应利用电缆本身的屏蔽层：
a)单层屏蔽电缆的屏蔽层；
b)金属铠装屏蔽电缆的屏蔽层；
c)分屏蔽加总屏蔽电缆的分屏蔽层。
10.2 屏蔽的接地
10.2.1 电缆的屏蔽应采用表10.2.1所示的接地方式。
表10.2.1 屏蔽的接地方式
电缆形式 屏蔽的接地方式
电缆内屏蔽层 电缆外屏蔽层 铠装层或保护钢管或金属电缆槽
单层屏蔽电缆 单端接地 — 两端接地
单层屏蔽铠装电缆 单端接地 — 两端接地
分屏总屏电缆 单端接地 两端接地 两端接地
分屏总屏铠装电缆 单端接地 两端接地 两端接地
10.2.2 的内屏蔽层应在控制室一侧接到保护接地或工作接地，由于装配等原因已经在现场仪表处接地的内屏蔽层不应在控制室一侧重复接地。
10.2.3 电缆的外屏蔽层、保护钢管、铠装电缆的铠装层应在两端就近接到保护接地，或接到已经接地的接线箱、电缆槽、安装部件、钢结构、设备等金属物体。
10.2.4 当采用仪表接线箱进行多芯电缆与分支电缆接续时，多芯电缆与分支电缆的屏蔽层可以连续，也可以分段；进出仪表接线箱电缆的屏蔽层应按附录B所示在接线箱和机柜处接地。
10.2.5 当有多根信号屏蔽电缆的屏蔽层接地时，可先将各信号屏蔽电缆的同类屏蔽层就近汇集，再接到接地汇流排。
10.2.6 保护钢管应通过U形管卡、穿板接头、锁紧螺母或带有接地连线的镀锌钢制接头接地。
10.2.7 铠装电缆屏蔽层宜采用铠装接地电缆接头接地。
10.2.8 金属接线箱宜通过金属安装支架、外部接地螺钉等接地。
10.2.9 仪表与保护钢管、保护钢管与金属接线箱或金属电缆槽之间的连接宜采用金属连接件直接连接。
10.2.10 金属电缆槽板之间的连接件应采用至少两组带有防松垫片的镀锌钢螺栓直接压接，实现导电连接，或采用压接镀锡铜连接片的绝缘多股铜线跨接，铜线截面积应≥4.0mm2。
10.2.11 金属电缆槽或非金属电缆槽的屏蔽层应在两端接到保护接地，当电缆槽较长时，宜多点重复接地，接地点间距宜≤30m。
10.2.12 电缆的内屏蔽层在接线箱内连接时应与其他导体绝缘；不接地的屏蔽层端头应进行绝缘处理。
10.2.13 铠装光缆的金属铠装层终端应采用带有接地线的铠装接头，并应在光缆终端处接保护接地；光缆中的金属芯和保护层应在终端处接保护接地。
10.2.14 金属电缆槽或保护钢管在进入控制室入口处应在室外与电气接地连接。
10.3 备用电缆及电缆备用芯
10.3.1 备用电缆的屏蔽层、不带屏蔽层的电缆备用芯宜在控制室一侧接到保护接地。
10.3.2 对屏蔽层已接地的屏蔽电缆、穿钢管敷设或在金属电缆槽中敷设的电缆，备用芯可不接地并应在电缆终端处进行绝缘处理。
11 本质安全系统防雷
11.1 本安型电涌防护器
11.1.1 用于爆炸危险区域的本质安全系统的电涌防护器，应通过中国国家授权的防爆认证机构的国家强制性产品认证(CCC认证)并取得证书(相关危险区域的本质安全认证)；与中国国家检验机构有互认的外国认证在提供本质安全证书时还应提供相关互认协议证明。
11.1.2 本安型电涌防护器应符合本安设备的设计和制造标准。
11.1.3 同一本安线路中的现场仪表电涌防护器和控制室端电涌防护器，如果不是本安“简单设备”，则本安线路的工程设计验算中应包括两者的本安参数。
11.1.4 电涌防护器不是本安关联仪表，安装在安全场所的电涌防护器不应取本安关联仪表的认证。
11.1.5 本安系统中的电涌防护器与安全栅的性能和作用不同，二者不应互相代替。
11.1.6 与安全栅组合型的电涌防护器应采用插拔型，电涌防护器拔出后信号电路不应中断。
11.2 电涌防护器的安装
11.2.1 在本安回路中保护室内仪表的电涌防护器应安装在室外电缆进入控制室内连接到安全栅之前。
11.2.2 电涌防护器和安全栅可并列安装在同一机柜内，也可分别安装在不同机柜内，安装在同一机柜时，应采用图6.2.1所示导轨并排安装的方式，不应安装在同一根导轨上。
11.2.3 现场本安型仪表的电涌防护器的安装应符合9.2的规定。
11.3 本安系统的接地连接
11.3.1 齐纳式安全栅接地汇流导轨的接地线宜接到电涌防护器的接地导轨或机柜的工作接地或保护接地汇流条，并应按照图6.2.1的接地示意图与直流电源的负极通过接地相连接。隔离式安全栅不宜接地。
11.3.2 本安型现场仪表应按9.3的规定接地。
12 现场总线系统防雷
12.1 现场总线电涌防护器
12.1.1 现场总线系统的防雷应采用现场总线电涌防护器；电涌防护器的主要参数应符合7.3的规定。
12.1.2 现场总线仪表及设备用的电涌防护器应适用于相应种类和标准的现场总线，不应影响和改变现场总线系统的特性。
12.1.3 现场总线仪表的电涌防护器的安装还应符合9.2的规定。
12.1.4 总线分支设备(模块)应采用内部装配式电涌防护器，安装在总线分支设备的接线箱内。
12.1.5 本安系统现场总线仪表用的电涌防护器还应符合11.1的规定。
12.2 电涌防护器的设置
12.2.1 当现场总线线路在室外地面以上敷设的水平路径长度大于100m或在地面以上垂直高度大于10m时，现场总线仪表、控制器端及电子或智能总线分支设备端口应设置电涌防护器。见图12.2.1示例。

控制室
现场
现场总线支线
现场总线控制器
注1
电子或智能分支模块
电涌防护器
总线配电器
现场仪表
现场总线干线
注2
直流电源
注1：为现场总线线路在室外地面以上敷设的水平路径长度大于100m或在地面以上垂直高度大于10m，仪表设置电涌防护器。
注2：为现场总线线路不构成此条件，仪表不设置电涌防护器。
图12.2.1 现场总线仪表电涌防护器配置示例图
12.2.2 现场总线电涌防护器的设置应符合表12.2.2。
表12.2.2 现场总线电涌防护器的设置
总线种类 12.2.1的条件 控制器端 电子或智能分支模块 简单分支模块 现场仪表
总线干线 符合 应设置 应设置 不设置 无
不符合 可设置 可设置 不设置 无
总线支线 符合 无 应设置 不设置 应设置
不符合 不设置 不设置 不设置 不设置