现代防雷技术在水厂自动化系统中的应用

摘 要：现代防雷技术是一种集分流、均压、屏蔽以及接地技术为一体的综合防护设备，近些年来，随着供水自动化水平的逐年提供，供水系统中的微电子设备、计算机一级RTU的使用越来越多，目前，大部分的水厂已经开始使用可编程控制器组成的集数据采集、信息传送以及过程控制为一体的监控网，该种监控网络的使用需要对运行参数进行不断的调整，该种设备中使用了大量的CPU单元以及CMOS电路，非常容易受到雷电的干扰，本文主要探讨现代防雷技术在水厂自动化系统中的应用。

关键词：现代防雷技术；水厂自动化系统；应用

中图分类号：TU991.35 文献标识码：A

近些年来，随着供水自动化水平的逐年提供，供水系统中的微电子设备、计算机一级RTU的使用越来越多，目前，大部分的水厂已经开始使用可编程控制器组成的集数据采集、信息传送以及过程控制为一体的监控网，该种监控网络的使用需要对运行参数进行不断的调整，该种设备中使用了大量的CPU单元以及CMOS电路，也成为水厂中容易受到雷电干扰的主要设备之一，因此，必须要采取一种合理的保护方式防止雷电对水厂监控网络的影响。

现代防雷技术

现代防雷技术是一种集分流、均压、屏蔽以及接地技术为一体的综合防护设备。分流就是接地线与室外导线之间并联的避雷器，当雷电在线路中产生过压波时，过压波会沿着导线进入室内，这时避雷器的电阻就会突然降低，接近短路状态，达到分流的目的，分流是防雷技术中的重点，近年来应用范围十分的广泛，但是在分流之后，仍然有少部分的雷电会沿着导线进入室内，这就会对微电子产生较大的损害；均压也是现代防雷技术中的核心内容，当接闪装置捕获到雷电之后，引下线就会升至高电位，这就会对处于地电位的导体产生损害，进而危害设备和人员的安全，减少这种闪络危险作为简单常用的方法就是均压，即将处在地电位的导体相连，连接至接地装置中，这就可以保证导电部位之间不会发生对设备和人员有害的电位差，也不会产生旁侧闪络放电的情况；屏蔽就是利用金属网、壳、箔、管等导体将所要保护的对象保卫，防止闪电的脉冲电磁从空间中侵入设备中，屏蔽也是现阶段下防止电磁脉冲辐射对设备损害的最为有效的方法；接地就是将防雷系统中的闪电能量释放到大地中的一种方法，该种方法可以降低饮下线的电压，避免反击反应的发生，接地是整个防雷系统中的基础环节，如果接地工作没有做好，防雷效果就难以得到发挥。

防雷技术在水厂自动化系统中的应用

接地

要达到防雷的目的，最基础的方法就是接地，水厂内部的接地必须要设置好计算机自控接地系统、构筑物接地系统以及强电设备和配电接地系统，如果没有合理的对这三个系统进行配置，那么在发生雷击时，很容易导致自控系统遭到接地网的反击。计算机自控系统是一个特殊的系统，一般情况下，可以使用四种接地放来来接地：即安全保护接地、直流工作接地、信号屏蔽接地、系统工作接地，在对设备进行安装的过程中，就使用联合接地的方式进行接地，接地电阻必须要小于2欧姆。在现阶段下，水厂的接地网络大多使用分别铺设的方式进行铺设。

等电位联结

为了保证机房内部防雷区的交界面可以做好等电位连接工作，需要在水厂的机房内将各种金属部件使用接地线进行联结，以便改善机房内部的电磁环境。等电位联结即使用连接导体，将机房内导电体、设备、金属线槽等于建筑物的接地系统进行联结，将暂态电位差消除，构成一种等电位的联结整体。水厂自控机房中的各种支撑架和箱体的金属组件与建筑物进行等电位联结的方法有两种：M型网络和S型网络，M型网络即多点接地的方式，这种接地方法具有接地阻抗低的特点，但是缺点就是容易引入外部的电流。S型网络是单点接地的方式，这种接地方法具有抗干扰能力较强的特点。在你具体的选择过程中应该根据水厂机房设备的电磁干扰频率、信号频率以及系统的规模来选择。

屏蔽措施

屏蔽措施也是减少电磁干扰的主要措施之一，屏蔽的主要方法就是利用建筑物内部的金属屏蔽体来衰减和阻挡过电压能量，这种过电压能量包括建筑物内部的线路屏蔽、建筑物内部的自然屏蔽以及弱电机房的人工屏蔽三种。其中建筑物内部的自然屏蔽是由建筑物的金属框架、金属支撑物等互相联结构成，其具体的屏蔽效果可以通过磁场强度衰减的程度来表达。机房内部的天然屏蔽就是将机房内部的防静电地板、天花板龙骨以及敷设好的金属屏蔽线槽等相关的金属构件连接，并形成一种屏蔽空间，这可以使LEMP被有效减弱，此外，还要在防雷区域的交界处设置好电缆屏蔽层，在电缆屏蔽层和金属管槽的两端做好等电位联结。

自动控制设备SPD的设置

如果输电线路附近发生雷击或者雷闪放电的情况，都会产生较大的雷电冲击波，这种雷电冲击波很容易与工频回路发生耦合的情况，进而对整个通讯模块产生影响。一般情况下，水厂配电系统中都会装有阀型避雷器以及氧化锌等避雷装置，但是在发生雷击之后仍然会导致电源发生损坏，造成这种现象的主要原因是由于控制设备耐压能力造成。因此，使用单级或者单一的器件难以满足具体的保护要求，因此，需要使用一种多级保护的措施，其具体级数的设置要根据实际的情况来进行。

结语

总之，水厂中PLC系统和计算机对于瞬间过电压的承受能力十分脆弱，加上水厂控制系统中线路的布置错综复杂，使用单一的防雷措施难以达到防雷的要求，因此，必须要使用一种综合的防护措施，根据水厂的具体情况，全面综合的考虑到各种因素，排除各种由于雷击对水厂设备造成的危害，以便将雷电的危害减小至最小化。

参考文献：

【1】白学文：现代防雷技术在水厂自动化系统中的应用[期刊论文]，中国给水排，2006，01（15）.

【2】杨时：防雷技术在水厂自动化控制系统中的应用[期刊论文]，科技资讯，2012，07（03）.

作者简介：张东明，（1985-）男，朝鲜族，辽宁抚顺人，本科学历，助理工程师，从事防雷技术服务工作。