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        水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施淺述

        2017-12-10 11:01:12孫建國沈陽新杉電子工程有限公司
        大陸橋視野 2017年20期
        關(guān)鍵詞:抑制器防雷器瞬態(tài)

        孫建國/ 沈陽新杉電子工程有限公司

        水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施淺述

        孫建國/ 沈陽新杉電子工程有限公司

        科技發(fā)展的產(chǎn)物就是電氣自動化系統(tǒng),近些年來,電氣自動化系統(tǒng)在社會各個領(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化系統(tǒng)來使對水利設(shè)備運行狀況的監(jiān)視與控制實現(xiàn)。對于水利工程來說電氣自動化系統(tǒng)的重要性可謂是不言而喻,一旦其出現(xiàn)故障將會帶來巨大的損失。在現(xiàn)實運行中,水利工程的電氣自動化系統(tǒng)常因雷電帶來的破壞和干擾而無法正常工作,對此需要強化電氣自動化系統(tǒng)的防雷能力。本文就具體研究了水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施分析,希望這一研究能夠為我國水利工程事業(yè)的更好發(fā)展帶來一定啟發(fā)。

        水利工程;電氣自動化系統(tǒng);防雷措施

        引 文

        對于水利工程來說,電氣自動化系統(tǒng)包括的控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等都關(guān)系著其日常運行能否實現(xiàn)順利展開,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烈磁場的影響,使得雷電往往會對我國當(dāng)下水利工程中的電氣自動化系統(tǒng)帶來極為嚴重的破壞,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化系統(tǒng)防雷措施分析展開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化系統(tǒng)防雷展開的相關(guān)研究,我們首先需要認識到防雷對于電氣自動化系統(tǒng)的必要性。隨著近年來水利工程資金投入的不斷加大,我國水利工程的自動化程度不斷提升,而由于水庫、水電站等常見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,若直接作用于人、畜的身體,將會使其直接死亡。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化設(shè)備,電流會隨著金屬物流入地下,進而產(chǎn)生較大的對地電壓,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,球形雷便會借此進入室內(nèi),給自動化設(shè)備帶來損害。就危險性而言,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,還會進入輸電線路、金屬管道,借由金屬的電流傳導(dǎo)作用到達自動化設(shè)備中,使電氣設(shè)備自身的絕緣消失或嚴重削弱,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,在這個過程中損壞了自動化設(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)生明顯變化的強大電磁場,磁場的產(chǎn)生會引動電能勢,誘發(fā)電磁脈沖干擾,進而損壞自動化設(shè)備。

        二、水利工程電氣自動化系統(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化系統(tǒng)的防雷措施,結(jié)合相關(guān)文獻資料與自身實際工作經(jīng)驗,筆者將其總結(jié)為瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應(yīng)用、UPS過電壓保護、三合一防雷器應(yīng)用、接地和屏蔽四個方面。

        (一)瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應(yīng)用

        對于瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應(yīng)用的水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施來說,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器件,這一器件能夠在相關(guān)電氣自動化系統(tǒng)遭受雷擊時以10-12秒量級的速度將自身兩級的高抗組變?yōu)榈挚菇M,這就使得雷擊帶來的浪涌功率將由此實現(xiàn)較好吸收,電氣自動化系統(tǒng)中的精密器件自然將得以實現(xiàn)較好保護。對于瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管來說,其本身具備著防止微處理器或單片機因瞬間的肪沖、有效吸收會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,而這些優(yōu)勢就使得瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管能夠較好服務(wù)于水利工程電氣自動化系統(tǒng)微電子設(shè)備的過壓保護。

        (二) UPS過電壓保護

        對于水利工程電氣自動化系統(tǒng)的防雷措施來說,UPS過電壓保護同樣屬于較為常見的措施之一,不過在筆者就UPS過電壓保護展開的具體調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn),單純裝有壓敏電管的UPS在很多時候無法滿足水利工程電氣自動化系統(tǒng)的防雷需求,為此筆者建議在電氣自動化系統(tǒng)防雷保護中采用四級保護模式,即使用三極氣體放電管、限流模塊、壓敏電阻、TVS管組成四級保護,這樣以往UPS較為容易因雷擊破壞的問題就將成為過去,其本身也將更好服務(wù)于水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷保護。

        (三)三合一防雷器應(yīng)用

        對于水利工程電氣自動化系統(tǒng)的防雷來說,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。對于這一三合一防雷器來說,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,不過這一保護的實現(xiàn)需要做好三合一防雷器的接地,這點需要引起我們重視。

        (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當(dāng)下較為常見的水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施,二者本身屬于水利工程電氣自動化系統(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)與機房內(nèi)環(huán)行接地母線均勻多點相連,這樣能夠較好避免雷電電磁對水利工程電氣自動化系統(tǒng)造成的侵擾,通過兩種重要的防雷措施,我國水利工程電氣自動化系統(tǒng)的防雷就將得以更好實現(xiàn)。

        三、結(jié)語

        在本文就水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施分析展開的研究中,筆者詳細論述了水利工程電氣自動化系統(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識到水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷的重要性,希望這一認知能夠為我國水利工程事業(yè)的更好發(fā)展帶來一定啟發(fā)。

        [1]楊勇.遼寧省大伙房水庫輸水工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施分析[J].內(nèi)蒙古水利,2016,(03):31-32.

        [2]肖慶豐.水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施分析[J].科技經(jīng)濟市場,2014,(04):99.

        [3]黃松鵬.工業(yè)自控系統(tǒng)的雷電防護[J].河南科技,2013,(20):93.

        [4]張金鳳.水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施分析[J].科技信息,2011,(21):36.

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