李正厚

（杭州臨安自來水有限公司，浙江 臨安 311300）

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)以及顯示技術(shù)被廣發(fā)的應用到了我們的生產(chǎn)和生活當中。目前在我國的水廠自動化系統(tǒng)中普遍使用的監(jiān)控網(wǎng)絡是在計算機可編程PLC或者是IPC技術(shù)基礎上，完成過程控制、數(shù)據(jù)采集以及信息的傳送等環(huán)節(jié)和工作。但是這些設備在運行的過程中就會將大大降低對于瞬間過電壓的承受力，使水廠遭受雷電損害。因此，采取有效的措施對水廠自動化系統(tǒng)進行防雷是十分有必要的。

1 瞬間過電壓的產(chǎn)生

在毫秒和微妙之內(nèi)出現(xiàn)的尖峰沖擊電壓就是我們所謂的瞬間過電壓，有兩種途徑可以產(chǎn)生瞬間過電壓，一種是雷擊，一種是電氣的開關(guān)動作。

首先，一般情況下，建筑物的避雷網(wǎng)的作用僅僅是保護構(gòu)筑物自身不遭受雷擊，當雷電對電源的輸入線進行直擊的時候，線路上的各種電力避雷器或者是保護間隙都無法對線和線進行有效的控制，雷電就睡通過電源線而進行傳輸，從而損害設備。此外，雷電還會以一種感應的方式和信號線以及電源進行偶合，也會導致設備的損壞。

其次，導體上的電流在流動的時候，就會產(chǎn)生一種磁場存儲能量，這種能量和導線的長短以及電流的大小是成正比的，當對大負荷的電器設備進行開關(guān)操作的時候，就會產(chǎn)生瞬間電壓，從而導致設備的損壞。

2 瞬間過電壓的危害

瞬間過電壓的產(chǎn)生能夠使水廠中電子設備的數(shù)據(jù)或者是訊號在存儲和傳輸方面受到影響，嚴重的就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失，讓水廠自動化系統(tǒng)中的電子設備出現(xiàn)暫時癱瘓或者是錯誤操作的情況。從而大大的降低電子設備的使用壽命，甚至會出現(xiàn)設備或者是元器件的燒毀，給水廠的工作和生產(chǎn)帶來巨大的損失。

一般情況下，水廠的自動化系統(tǒng)的電源線、網(wǎng)絡線等都在電纜溝里鋪設，控制站也被放置在構(gòu)筑物內(nèi)，這樣水廠的自動化系統(tǒng)遭受雷擊的概率就比較的小。這個情況下，水廠的自動化系統(tǒng)所要防范的就是感應雷，據(jù)調(diào)查顯示，在計算機的雷擊故障中，這種感應雷的電波侵入占到了80%以上，感應雷主要是通過天饋線以及電源線而對通訊模板或者是電源模板進行損害，從而使水廠的自動化系統(tǒng)不能正常的進行工作。

3 水廠自動化系統(tǒng)的防雷措施

3.1 對瞬間過電壓進行處理

水廠在進行配電系統(tǒng)安裝的時候就已經(jīng)將氧化鋅避雷器以及有閥型避雷針安裝在了高壓進線和低壓進線上，水廠的自動化系統(tǒng)仍然能夠遭受電擊的原因，是因為這些防雷設備的是對電氣設備進行保護，而這些設備對于過電壓的耐受能力卻很低。此外，一般避雷器在啟動的過程中會存在很多的分散電容，而且電壓也會比較的高，高壓和分散電容都會被加到水廠自動化設備的殘壓上，從而造成水廠自動化設備的損害。

在對瞬間過電壓進行處理的時候，單級保護或者是單一器件已經(jīng)不能夠?qū)ψ詣踊O進行保護，應該采取多級保護的手段和措施。首先，在變壓器的兩側(cè)安裝第一層的保護，對外線產(chǎn)生的瞬間過電壓進行有效的泄放。在各個專用的隔離變壓器前設置第二層保護，對配電線路、用電設備以及第一線的過電壓進行泄放。其次，對于許多有條件的水廠來說，在對自控系統(tǒng)進行安裝的時候從總的配電柜開始就實行單獨布排電源線，避雷器要和電氣設備相靠近，避免由電波侵入而產(chǎn)生的全反射。各級電壓的啟動要根據(jù)自動化系統(tǒng)來設定。

3.2 對避雷器進行選擇，合理安排避雷器的布線

良好功能的避雷器不僅不會對需要保護的線路或者是設備產(chǎn)生造成中斷和干擾，還且還具有良好的特性。首先具有較強的高電流承受能力。其次能夠把瞬間過電壓的電壓降到自控設備的承受能力范圍內(nèi)。

在對避雷設備進行安裝布線的時候，將線路的圈數(shù)和連接線的長度盡量的減小，對每組的連接線進行捆綁，讓導線的磁場抵消。此外，如果連接線太長，就需要額外多加一組連接線并對其進行捆綁，讓兩組上的電感電流保持均衡。

3.3 進行合理的接地

在水廠自動化系統(tǒng)的防雷措施中，接地是一個十分重要的環(huán)節(jié)。水廠中的接地包括配電系統(tǒng)設備接地、構(gòu)筑物接地以及計算機自控設備接地。如果接地工作做得不好，就會對自動化系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的危害。

據(jù)調(diào)查顯示，目前我國水廠的三大接地網(wǎng)是相互分開的。這種分開接地的方式有很多的優(yōu)勢。首先，在一個水廠中，通常都是在用電設備的配電系統(tǒng)中使用一個接系統(tǒng)，電的高低壓情況復雜，很多時候零線的電力不為零。這個時候如果再采取聯(lián)合接地的方式，那么就會將計算機系統(tǒng)的接地電位不斷提高，造成反擊現(xiàn)象。其次，很多水廠在修建的時候，沒有充分的考慮到弱電設備，尤其是計算機設備，并且它們的設備地和接閃地已經(jīng)成為了分開設置的狀態(tài)。最后，當水廠要進行計算機設備的增加的時候，如果要使之和構(gòu)筑物相接，這個時候采用聯(lián)合接地就會造成很大的接地成本，并且在聯(lián)合接地的時候會受到很多因素的限制。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于水廠的自動化系統(tǒng)對瞬間過電壓缺乏較強的承受能力，再加上控制系統(tǒng)中的各種配電線路被鋪設到了水廠的各個環(huán)境中，這種情況下，任何一種簡單的、單一的避雷設備或者是防雷措施都不能夠很好的保證水廠自動化系統(tǒng)的安全運行，所以，水廠必須要采用多級保護的方式，綜合考慮各種影響因素，以便更好的做好防雷工作，保障水廠的正常的生產(chǎn)工作。

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