邊可斌 遼寧省湯河水庫(kù)管理局，遼寧遼陽(yáng) 111000

湯河水庫(kù)流量計(jì)防雷方案設(shè)計(jì)

邊可斌 遼寧省湯河水庫(kù)管理局，遼寧遼陽(yáng) 111000

流量計(jì)作為供水計(jì)量依據(jù)，保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，本文重點(diǎn)論述流量計(jì)等設(shè)備防雷方案設(shè)計(jì)

防雷；等電位；避雷器

一、水庫(kù)概況

湯河水庫(kù)位于太子河支流湯河干流上，水庫(kù)控制流域面積為1228平方公里，樞紐工程坐落在遼陽(yáng)市弓長(zhǎng)嶺區(qū)湯河鎮(zhèn)境內(nèi)，1969年建成并投入運(yùn)行，是一座以防洪、工業(yè)及城市生活用水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的大Ⅱ型水利樞紐工程，該工程按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，可能最大洪水校核，其興利庫(kù)容為3.59億立方米，防洪庫(kù)容為3.68億立方米，總庫(kù)容為7.07億立方米。

二、供水現(xiàn)狀

水庫(kù)現(xiàn)有四家用水戶(hù)，采用雙管道方式供水，在引水管道頭部安裝流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。由于四家用水戶(hù)情況基本相同，以其中一處進(jìn)行說(shuō)明，計(jì)量設(shè)備包括1臺(tái)雙通道流量計(jì)，2對(duì)傳感器，1臺(tái)打印機(jī)，2條供水管道，以及4條數(shù)據(jù)電纜線(xiàn)，附屬設(shè)施包括計(jì)量室和計(jì)量井。傳感器安裝在計(jì)量井下，傳感器采集的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)電纜線(xiàn)傳輸至計(jì)量室內(nèi)的流量計(jì)，由流量計(jì)進(jìn)行處理后，經(jīng)打印機(jī)定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)打印。

供水管道埋入地下3米左右的位置，選擇直管段長(zhǎng)度超出30米的地方修建計(jì)量井，計(jì)量室修建在計(jì)量井上部，房屋頂部采用彩鋼框架結(jié)構(gòu)，房體高度2.6米，長(zhǎng)4米，寬3米。水庫(kù)位于山區(qū)，是雷雨多發(fā)地帶，流量計(jì)自從1990年安裝使用后，多次遭遇雷擊，直接導(dǎo)致設(shè)備損壞，為生產(chǎn)和工作帶來(lái)很大不便，有必要對(duì)設(shè)備進(jìn)行防雷處理。

三、方案設(shè)計(jì)

計(jì)量系統(tǒng)中需要保護(hù)的設(shè)備有流量計(jì)、傳感器、打印機(jī)，所有設(shè)備均放在室內(nèi)，計(jì)量室周?chē)諘?，沒(méi)有較高的建筑物，計(jì)量室屋頂?shù)慕饘贅?gòu)件很容易落雷，為防止計(jì)量室直接落雷，需修建一個(gè)防直擊雷的避雷針。在流量計(jì)等設(shè)備中遭遇感應(yīng)雷致使設(shè)備損壞的概率非常高，感應(yīng)雷進(jìn)入系統(tǒng)的途徑主要有交流供電電源、地下供水管道以及計(jì)量室建筑物本身，所以防雷方案設(shè)計(jì)應(yīng)該采用多種避雷裝置，即綜合性防雷。

3.1 防直擊雷

防直擊雷的避雷裝置由三部分組成，即接閃器、引下線(xiàn)和接地體，在這里接閃器采用的是避雷針。防直擊雷需要做的是設(shè)計(jì)避雷針安裝位置和高度，以及制作接地體。

3.1.1 安裝位置

由于計(jì)量室房體較小，所以在此處修建單體避雷針完全滿(mǎn)足防直擊雷的需要。在計(jì)量室長(zhǎng)的一邊中點(diǎn)處做垂線(xiàn)，以外墻為起點(diǎn)，距墻體3米處制作一個(gè)獨(dú)立避雷針，并制作獨(dú)立接地體。

3.1.2 避雷針高度

避雷針高度由被保護(hù)建筑物的高度、面積大小，以及避雷針與建筑物的距離所決定，避雷針高度計(jì)算如下：

H -避雷針高度

l1- 避雷針至計(jì)量室房角水平距離

l2- 計(jì)量室高度

通過(guò)上述計(jì)算，避雷針制作高度為9米。

3.1.3 接地體

接地極采用熱鍍鋅角鋼，規(guī)格為50mm×50mm×5mm，長(zhǎng)度為2.5米，垂直打入地下，頂端距地面大于0.8米，間距為5米。接地極之間通過(guò)規(guī)格為40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼焊接，采用搭接焊法，扁鋼搭接長(zhǎng)度為寬度的2倍，且至少有3個(gè)棱邊焊接，同時(shí)制作直角拐角，直角邊不少于0.1米，兩直角邊分別焊在接地極和熱鍍鋅扁鋼上，避免地極埋入地下日久脫焊，地下焊接處涂瀝青進(jìn)行防腐處理。

3.2 防感應(yīng)雷

防感應(yīng)雷主要是在設(shè)備上安裝避雷器，并在計(jì)量室內(nèi)制作等電位匯流排，室外制作獨(dú)立接地體，將所有避雷線(xiàn)進(jìn)行等電位連接。

3.2.1 交流電源防雷

雖然所接入電源在配電柜端已經(jīng)進(jìn)行防雷處理，但在此仍然采用三級(jí)防雷方式制作，一級(jí)避雷器和二級(jí)避雷器的引出避雷線(xiàn)固定在等電位匯流排上。為增加防雷安全系數(shù)，在流量計(jì)和打印機(jī)前端增加UPS，雖然UPS的作用是在供電系統(tǒng)突然停電或電壓不足時(shí)對(duì)設(shè)備提供支持，起到保護(hù)電氣和電子系統(tǒng)、處理控制器免受部分或全部損壞的作用，但在這里是利用UPS的另一個(gè)功能，當(dāng)一、二級(jí)避雷器不能完全泄掉侵入的雷電時(shí)，便會(huì)將UPS擊毀，從而起到最后保護(hù)流量計(jì)等重要設(shè)備不被損壞的作用，選用UPS最主要的原因是價(jià)格低廉。

3.2.2 計(jì)量井下防雷

供水管道防雷就是防止雷電從地下管道進(jìn)入系統(tǒng)，造成傳感器或者流量計(jì)損壞。具體做法是在供水管道上焊接接點(diǎn)，引出避雷線(xiàn)；在傳感器支架上制作接點(diǎn)，引出避雷線(xiàn)；傳感器與數(shù)據(jù)電纜線(xiàn)間安裝同軸避雷器，同軸避雷器引出避雷線(xiàn)，計(jì)量井內(nèi)共8條避雷線(xiàn)。在計(jì)量井內(nèi)制作等電位匯流帶，匯流帶一端固定在等電位匯流排上，8條避雷線(xiàn)固定在等電位匯流帶上。

3.2.3 計(jì)量室防雷

在計(jì)量室內(nèi)，沿內(nèi)墻壁制作法拉利籠，靠近窗口處做加密處理，法拉利籠安裝后，在各屋角處分別引出一條避雷線(xiàn)，4條避雷線(xiàn)壓接成一條后，連接到室內(nèi)的等電位匯流排上。

在流量計(jì)和數(shù)據(jù)電纜連接處安裝同軸避雷器，引出4條避雷線(xiàn)連接到等電位匯流排上，流量計(jì)機(jī)箱和打印機(jī)外殼引出避雷線(xiàn)連接到等電位匯流排上。

四、安裝要求

4.1 制作接地體

避雷針接地體接地電阻小于4歐姆，設(shè)備接地體接地電阻小于1歐姆，但在實(shí)際應(yīng)用中接地電阻能夠做得越小越好。

4.2 安裝避雷線(xiàn)

電源一級(jí)避雷線(xiàn)選擇16mm2BVR銅線(xiàn)，二級(jí)避雷線(xiàn)選擇12mm2BVR銅線(xiàn)，等電位匯流帶采用25mm×3mm的紫銅帶制作，其它避雷線(xiàn)選擇10mm2BVR銅線(xiàn)。避雷線(xiàn)兩端焊接銅端子，連接時(shí)用相應(yīng)大小的銅螺栓固定在相應(yīng)的位置。

邊可斌 男，遼寧省遼陽(yáng)市人，1971年8月出生，本科，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事自動(dòng)化系統(tǒng)的管理與維護(hù)工作，供水計(jì)量和計(jì)量設(shè)備管理與維護(hù)工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.089