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.