水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施淺述

孫建國(guó)/ 沈陽(yáng)新杉電子工程有限公司

水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施淺述

孫建國(guó)/ 沈陽(yáng)新杉電子工程有限公司

科技發(fā)展的產(chǎn)物就是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，近些年來(lái)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域均有所普及應(yīng)用，諸如水利工程，便可以借助電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)使對(duì)水利設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)視與控制實(shí)現(xiàn)。對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性可謂是不言而喻，一旦其出現(xiàn)故障將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中，水利工程的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)常因雷電帶來(lái)的破壞和干擾而無(wú)法正常工作，對(duì)此需要強(qiáng)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷能力。本文就具體研究了水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施分析，希望這一研究能夠?yàn)槲覈?guó)水利工程事業(yè)的更好發(fā)展帶來(lái)一定啟發(fā)。

水利工程；電氣自動(dòng)化系統(tǒng)；防雷措施

引 文

對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)包括的控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等都關(guān)系著其日常運(yùn)行能否實(shí)現(xiàn)順利展開(kāi)，但由于這些系統(tǒng)中的設(shè)備往往因工作電壓與信息電流微小的原因極易受到強(qiáng)烈磁場(chǎng)的影響，使得雷電往往會(huì)對(duì)我國(guó)當(dāng)下水利工程中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)帶來(lái)極為嚴(yán)重的破壞，盡可能避免這一破壞的發(fā)生，正是本文就水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施分析展開(kāi)具體研究的原因所在。

一、雷擊類型

為了能夠較好完成本文就水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷展開(kāi)的相關(guān)研究，我們首先需要認(rèn)識(shí)到防雷對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的必要性。隨著近年來(lái)水利工程資金投入的不斷加大，我國(guó)水利工程的自動(dòng)化程度不斷提升，而由于水庫(kù)、水電站等常見(jiàn)水利工程多處于雷電易發(fā)區(qū)，這就使得水利工程中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)往往較為容易遭受雷擊。

（一）直擊雷

這種雷擊類型破壞力較強(qiáng)，若直接作用于人、畜的身體，將會(huì)使其直接死亡。直擊雷形成于云層、地面突出物體之間的放電行為，若是直擊雷接觸到自動(dòng)化設(shè)備，電流會(huì)隨著金屬物流入地下，進(jìn)而產(chǎn)生較大的對(duì)地電壓，發(fā)揮出巨大的破壞作用。

（二）球狀雷

直擊雷相較于任何雷雨天氣都可能形成，球形雷大多產(chǎn)生于雷暴天氣，其形成后會(huì)發(fā)出非常耀眼的紅光或白光，形態(tài)猶如火球，若是水利工程有縫隙或煙囪、門窗等通道存在，球形雷便會(huì)借此進(jìn)入室內(nèi)，給自動(dòng)化設(shè)備帶來(lái)?yè)p害。就危險(xiǎn)性而言，球形雷要比直擊雷更高。

（三）雷電侵入波

雷電產(chǎn)生的電流除了流入地下，還會(huì)進(jìn)入輸電線路、金屬管道，借由金屬的電流傳導(dǎo)作用到達(dá)自動(dòng)化設(shè)備中，使電氣設(shè)備自身的絕緣消失或嚴(yán)重削弱，高壓與低壓之間流通，發(fā)生觸電事故。

（四）雷電感應(yīng)

靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)是兩種常見(jiàn)的雷電感應(yīng)類型，而雷電感是指雷電形成后與導(dǎo)電物體之間形成了“感應(yīng)”，自動(dòng)化設(shè)備的金屬零件出現(xiàn)火花，致使設(shè)備損壞。靜電感應(yīng)是指地面突出物體的表面感應(yīng)到雷云放出的電荷，二者之間的電荷呈異性相吸狀態(tài)，表面的電荷擺脫了物體原有的束縛，隨雷電電波一同傳導(dǎo)、流竄出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中損壞了自動(dòng)化設(shè)備。電磁感應(yīng)是指金屬導(dǎo)體在感應(yīng)到云層放出雷電后在周邊形成的、較之前發(fā)生明顯變化的強(qiáng)大電磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的產(chǎn)生會(huì)引動(dòng)電能勢(shì)，誘發(fā)電磁脈沖干擾，進(jìn)而損壞自動(dòng)化設(shè)備。

二、水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷措施

結(jié)合上文內(nèi)容我們能夠較為深入的了解本文研究的重要性，而為了能夠更好的完成本文研究，我們還需要明晰水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷措施，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料與自身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，筆者將其總結(jié)為瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應(yīng)用、UPS過(guò)電壓保護(hù)、三合一防雷器應(yīng)用、接地和屏蔽四個(gè)方面。

（一）瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應(yīng)用

對(duì)于瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應(yīng)用的水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施來(lái)說(shuō)，這里提到的瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管本身屬于一種二極管形式的高效能保護(hù)器件，這一器件能夠在相關(guān)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)遭受雷擊時(shí)以10-12秒量級(jí)的速度將自身兩級(jí)的高抗組變?yōu)榈挚菇M，這就使得雷擊帶來(lái)的浪涌功率將由此實(shí)現(xiàn)較好吸收，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的精密器件自然將得以實(shí)現(xiàn)較好保護(hù)。對(duì)于瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管來(lái)說(shuō)，其本身具備著防止微處理器或單片機(jī)因瞬間的肪沖、有效吸收會(huì)造成器件損壞的脈沖、避免數(shù)據(jù)及控制總線受噪音干擾等優(yōu)勢(shì)，而這些優(yōu)勢(shì)就使得瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管能夠較好服務(wù)于水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)微電子設(shè)備的過(guò)壓保護(hù)。

（二） UPS過(guò)電壓保護(hù)

對(duì)于水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷措施來(lái)說(shuō)，UPS過(guò)電壓保護(hù)同樣屬于較為常見(jiàn)的措施之一，不過(guò)在筆者就UPS過(guò)電壓保護(hù)展開(kāi)的具體調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，單純裝有壓敏電管的UPS在很多時(shí)候無(wú)法滿足水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷需求，為此筆者建議在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷保護(hù)中采用四級(jí)保護(hù)模式，即使用三極氣體放電管、限流模塊、壓敏電阻、TVS管組成四級(jí)保護(hù)，這樣以往UPS較為容易因雷擊破壞的問(wèn)題就將成為過(guò)去，其本身也將更好服務(wù)于水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷保護(hù)。

（三）三合一防雷器應(yīng)用

對(duì)于水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷來(lái)說(shuō)，三合一防雷器的應(yīng)用同樣能夠較好滿足這一防雷需求，而這里提到的三合一防雷器本身也可以稱之為監(jiān)控多功能防雷箱。對(duì)于這一三合一防雷器來(lái)說(shuō)，其本身能夠較好服務(wù)于室內(nèi)外監(jiān)控設(shè)備的雷擊電磁脈沖保護(hù)，不過(guò)這一保護(hù)的實(shí)現(xiàn)需要做好三合一防雷器的接地，這點(diǎn)需要引起我們重視。

（四）接地和屏蔽

除了上述幾方面措施外，接地和屏蔽同樣屬于我國(guó)當(dāng)下較為常見(jiàn)的水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施，二者本身屬于水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷的最基本手段。在接地中，這一措施要求水利工程在經(jīng)濟(jì)允許范圍內(nèi)盡可能降低接地電阻；而屏蔽措施則需要將屏蔽網(wǎng)與機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)行接地母線均勻多點(diǎn)相連，這樣能夠較好避免雷電電磁對(duì)水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)造成的侵?jǐn)_，通過(guò)兩種重要的防雷措施，我國(guó)水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷就將得以更好實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

在本文就水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷措施分析展開(kāi)的研究中，筆者詳細(xì)論述了水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷的必要性，并提出了四方面水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷措施，結(jié)合這一系列論述我們能夠直觀認(rèn)識(shí)到水利工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)防雷的重要性，希望這一認(rèn)知能夠?yàn)槲覈?guó)水利工程事業(yè)的更好發(fā)展帶來(lái)一定啟發(fā)。

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