船閘系統(tǒng)防雷措施分析

◎闞國(guó)春

雷擊產(chǎn)生的危害巨大，可見(jiàn)雷擊閃電能夠?qū)ㄖ?、設(shè)施設(shè)備以及人體造成嚴(yán)重的損傷，不可見(jiàn)的感應(yīng)雷也能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的電子信息設(shè)備、智能設(shè)備等造成嚴(yán)重的損害，船閘系統(tǒng)中具有較多電子設(shè)備，這些電子設(shè)備的過(guò)電壓耐受能力比較弱，受到雷電沖擊后，會(huì)造成一定的系統(tǒng)癱瘓事故，造成嚴(yán)重的損失，所以一定要做好船閘系統(tǒng)的防雷措施。

一、船閘系統(tǒng)的主要雷電危害

雷電會(huì)給船閘系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的危害，且會(huì)根據(jù)雷電形式的不同產(chǎn)生不同的危害，由于雷電發(fā)生形式的不確定性，導(dǎo)致仍然無(wú)法完全防止雷電給船閘系統(tǒng)造成的危害，只能采取防雷措施降低雷電危害的嚴(yán)重性。雷電危害有三種表現(xiàn)形式：一是直擊雷危害，所指的是直接作用在建筑物或者人體上的雷電，通過(guò)電效應(yīng)以及熱效應(yīng)給被擊中的物體造成損傷。二是感應(yīng)雷危害，這種雷電危害的發(fā)生幾率要大于直擊雷，但是造成的損害程度低于直擊雷。感應(yīng)雷是由于雷云在對(duì)地面進(jìn)行放電的時(shí)候，在地面四周的電線或者信號(hào)傳輸線路等電力設(shè)備裝置與其產(chǎn)生了電磁反應(yīng)，進(jìn)而給電子設(shè)備或者電力線路造成損害，可能會(huì)導(dǎo)致部分地區(qū)突然停電。三是由雷電過(guò)電壓引起的電涌對(duì)船閘系統(tǒng)造成的危害，會(huì)給用電以及供電設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。當(dāng)在電涌時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)一旦侵入到電子設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)，就會(huì)損害設(shè)備中的存儲(chǔ)信息，影響設(shè)備的正常工作，損害電子設(shè)備的元器性能。電涌也會(huì)影響配電變壓器的正常工作，當(dāng)雷電擊穿低壓配電線路后，會(huì)給配電變壓器的低壓側(cè)絕緣造成損傷，當(dāng)產(chǎn)生電磁耦合反應(yīng)后會(huì)損害配電變壓器的高壓側(cè)絕緣。如果雷電擊穿的是高壓配電線路，則會(huì)給避雷器造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣被擊穿。

二、船閘系統(tǒng)防雷措施

（一）外部防雷措施

主要有三種方式：一是接閃器，其作用是為了接住空間的閃電，然后通過(guò)引下線的形式將其引入到地下進(jìn)行釋放。在選擇接閃器期間應(yīng)當(dāng)按照所需要的防雷等級(jí)進(jìn)行選擇，同時(shí)考慮到船閘系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，具體包括避雷網(wǎng)、避雷帶等。也可以在接閃器的保護(hù)區(qū)域之外放置金屬設(shè)備，讓金屬設(shè)備和船閘的防雷系統(tǒng)進(jìn)行連接，形成一個(gè)完整的導(dǎo)電系統(tǒng)。二是利用引下線進(jìn)行外部防雷，引下線的方法有兩種，分別是將混凝土中的鋼筋以及獨(dú)立金屬導(dǎo)體當(dāng)做引下線。三是利用接電裝置來(lái)防雷，是指埋在地下的金屬體，閃電經(jīng)過(guò)接電線送到接地裝置上釋放，接地裝置的材料有鍍鋅的角鋼、鋼管，將接地裝置埋到地下80 厘米以下，能夠有效保障防雷效果。

（二）內(nèi)部防雷措施

主要有四種：一是防止側(cè)擊雷，應(yīng)用避雷針能夠接取空間垂直落下的閃電，但是側(cè)方的閃電仍然會(huì)從其他方向擊中船閘系統(tǒng)的其他位置。因此不能只依靠避雷針來(lái)進(jìn)行防雷，應(yīng)當(dāng)重視預(yù)防側(cè)擊雷所帶來(lái)的危害，把在船閘系統(tǒng)周圍的金屬物品和防雷裝置連在一起，例如欄桿等。二是防雷措施主要利用等電位連接的方式來(lái)防止雷電危害，可以有效降低在內(nèi)部防雷空間中金屬物品和船閘系統(tǒng)之間產(chǎn)生的電位差。當(dāng)船閘系統(tǒng)遇到直擊雷之后，會(huì)引入大量的雷電電流，當(dāng)電流通過(guò)引下線的時(shí)候會(huì)引起劇烈的電磁場(chǎng)變化，容易導(dǎo)致處于相鄰的導(dǎo)線也受到雷電過(guò)電壓的影響，進(jìn)而引入雷電給船閘系統(tǒng)造成損傷。所以一定要在系統(tǒng)設(shè)備集成電路中建立電位連接來(lái)減少電位差，保障網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝與使用。等電位連接的方法有兩種：一種是用導(dǎo)線把防雷空間內(nèi)的各種金屬部件相連接，使其成為一個(gè)整體的導(dǎo)電系統(tǒng)，可以有效防止出現(xiàn)感應(yīng)雷電過(guò)電壓現(xiàn)象。另外一種是針對(duì)建筑物展開(kāi)防雷措施，則需要將支撐建筑物的基礎(chǔ)鋼筋進(jìn)行焊接，將焊接后的導(dǎo)電系統(tǒng)和共用的接地裝置連接。三是利用屏蔽弱電設(shè)備的方式來(lái)減少雷電給船閘系統(tǒng)帶來(lái)的雷電干擾。要根據(jù)防雷區(qū)各種設(shè)備的要求，將重要的設(shè)備放在中心部位，然后用屏蔽電纜連接電子設(shè)備，并與防雷接地進(jìn)行等電位連接。四是浪涌保護(hù)器，發(fā)生雷擊之后受到感應(yīng)作用，會(huì)使船閘電路系統(tǒng)產(chǎn)生浪涌電流破壞電路，所以一定要安裝電涌保護(hù)器，電涌來(lái)臨后，電涌保護(hù)器可以進(jìn)行鉗壓以及泄流處理。根據(jù)船閘系統(tǒng)中電氣設(shè)備的布局特點(diǎn)，需要按照三級(jí)式的方式安裝電涌保護(hù)器：一級(jí)電涌保護(hù)器可以安裝在船閘配電室總配電柜內(nèi)部的總電源的進(jìn)線位置，二級(jí)電涌保護(hù)器可以安裝在船閘集中控制室等后續(xù)的配電箱之中，三級(jí)安裝在船閘系統(tǒng)的微電子設(shè)備中，進(jìn)行防感應(yīng)雷保護(hù)，例如：電子設(shè)備的插座箱里。

（三）視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷措施

首先需要做好前端設(shè)備的防雷措施，前端設(shè)備分為室內(nèi)分布和室外分布。室外分布容易受到直擊雷的影響，需要做好接地處理，室內(nèi)前端設(shè)備遭受直擊雷的幾率較小，但是容易受到雷電過(guò)電壓的影響。前端設(shè)備需要處于避雷針接閃器的保護(hù)范圍當(dāng)中，如果攝像器處于獨(dú)立架設(shè)狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)使接閃器和攝像機(jī)之間的距離維持在3m 最為適宜。當(dāng)一旦受到雷電危害之后，可以將接閃器放在攝像機(jī)的支撐桿之上，避免出現(xiàn)電磁感應(yīng)。為了避免有雷電波進(jìn)入到船閘系統(tǒng)的前端設(shè)備，可以安裝避雷器裝置。在實(shí)際的雷電危害事故中，因?yàn)楦袘?yīng)雷電過(guò)電壓所導(dǎo)致的事故幾率更大，因此需要對(duì)傳輸線路進(jìn)行有效的防雷措施。在布置傳輸線路的過(guò)程中，可以使用穿金屬管埋地的形式進(jìn)行布線，在布線時(shí)要注重在金屬管的兩端處進(jìn)行有效的接地處理。穿金屬管埋地的布線形式可以削弱雷電危害時(shí)所產(chǎn)生的電波，防止電子設(shè)備受到電波的損傷。最后需要對(duì)終端設(shè)備采取防雷措施，需要考慮到多種防護(hù)措施。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的防雷核心在于對(duì)監(jiān)控中心進(jìn)行防雷，同時(shí)也是船閘監(jiān)控系統(tǒng)防雷措施設(shè)置的核心。當(dāng)安裝船閘監(jiān)控設(shè)備的時(shí)候，盡量不要放置于窗戶旁邊和頂樓，利用綜合避雷的手段來(lái)達(dá)到防御雷電危害的目的。

（四）其他控制系統(tǒng)防雷措施

消防系統(tǒng)防雷保護(hù)，其主要保護(hù)的設(shè)備是消防集中控制屏，要對(duì)集中控制屏電源安裝防雷器，使用防雷裝置對(duì)信號(hào)實(shí)施防雷保護(hù)。同時(shí)船閘的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要做好防雷保護(hù)，當(dāng)前光纖作為船閘網(wǎng)絡(luò)傳輸主要光介質(zhì)，受到雷電危害的幾率較小，只要確保光纖系統(tǒng)兩端接地即可，對(duì)光端機(jī)外殼進(jìn)行實(shí)施等電位連接。由于船閘系統(tǒng)電話較少，但是分布范圍卻較廣，因此將串聯(lián)的防雷器放置在電話前端即可，這就可以完成電話系統(tǒng)的防雷保護(hù)措施。船閘系統(tǒng)中需要利用音響系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行消息的傳遞，應(yīng)當(dāng)對(duì)音響系統(tǒng)實(shí)施有效的保護(hù)措施，音響系統(tǒng)的保護(hù)主要分為兩個(gè)部分：一部分是音頻解析設(shè)備，另一部分是音頻播放設(shè)備，音頻解析設(shè)備需要安裝防雷器，使其從防雷插座上取電，音頻播放設(shè)備就近做好等電位連接即可。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，做好船閘系統(tǒng)的防雷措施尤其重要，對(duì)船閘系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有較大的保護(hù)作用。通過(guò)防雷措施的實(shí)施能夠保障船閘各個(gè)系統(tǒng)不會(huì)受到雷電的破壞，減少了船閘系統(tǒng)出現(xiàn)安全隱患的幾率。在最大程度上排除可以引起雷電襲擊的因素，保障船閘系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。