水利工程電氣自動化系統(tǒng)防雷措施淺述

孫建國

【摘 要】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)在社會各個領域均有所普及應用，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)。

【關(guān)鍵詞】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作用到達自動化設備中，使電氣設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

靜電感應、電磁感應是兩種常見的雷電感應類型，而雷電感是指雷電形成后與導電物體之間形成了“感應”，自動化設備的金屬零件出現(xiàn)火花，致使設備損壞。靜電感應是指地面突出物體的表面感應到雷云放出的電荷，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、流竄出來，在這個過程中損壞了自動化設備。電磁感應是指金屬導體在感應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管應用、UPS過電壓保護、三合一防雷器應用、接地和屏蔽四個方面。

（一）瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應用

對于瞬態(tài)電壓抑制器-TVS管應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管能夠較好服務于水利工程電氣自動化系統(tǒng)微電子設備的過壓保護。

（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于室內(nèi)外監(jiān)控設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)。

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