船閘系統防雷措施分析

◎闞國春

雷擊產生的危害巨大，可見雷擊閃電能夠對建筑物、設施設備以及人體造成嚴重的損傷，不可見的感應雷也能夠對一定范圍內的電子信息設備、智能設備等造成嚴重的損害，船閘系統中具有較多電子設備，這些電子設備的過電壓耐受能力比較弱，受到雷電沖擊后，會造成一定的系統癱瘓事故，造成嚴重的損失，所以一定要做好船閘系統的防雷措施。

一、船閘系統的主要雷電危害

雷電會給船閘系統帶來嚴重的危害，且會根據雷電形式的不同產生不同的危害，由于雷電發生形式的不確定性，導致仍然無法完全防止雷電給船閘系統造成的危害，只能采取防雷措施降低雷電危害的嚴重性。雷電危害有三種表現形式：一是直擊雷危害，所指的是直接作用在建筑物或者人體上的雷電，通過電效應以及熱效應給被擊中的物體造成損傷。二是感應雷危害，這種雷電危害的發生幾率要大于直擊雷，但是造成的損害程度低于直擊雷。感應雷是由于雷云在對地面進行放電的時候，在地面四周的電線或者信號傳輸線路等電力設備裝置與其產生了電磁反應，進而給電子設備或者電力線路造成損害，可能會導致部分地區突然停電。三是由雷電過電壓引起的電涌對船閘系統造成的危害，會給用電以及供電設備造成嚴重的損壞。當在電涌時會產生較強的脈沖信號，脈沖信號一旦侵入到電子設備的數據庫，就會損害設備中的存儲信息，影響設備的正常工作，損害電子設備的元器性能。電涌也會影響配電變壓器的正常工作，當雷電擊穿低壓配電線路后，會給配電變壓器的低壓側絕緣造成損傷，當產生電磁耦合反應后會損害配電變壓器的高壓側絕緣。如果雷電擊穿的是高壓配電線路，則會給避雷器造成影響，進而導致絕緣被擊穿。

二、船閘系統防雷措施

（一）外部防雷措施

主要有三種方式：一是接閃器，其作用是為了接住空間的閃電，然后通過引下線的形式將其引入到地下進行釋放。在選擇接閃器期間應當按照所需要的防雷等級進行選擇，同時考慮到船閘系統的自身特點，具體包括避雷網、避雷帶等。也可以在接閃器的保護區域之外放置金屬設備，讓金屬設備和船閘的防雷系統進行連接，形成一個完整的導電系統。二是利用引下線進行外部防雷，引下線的方法有兩種，分別是將混凝土中的鋼筋以及獨立金屬導體當做引下線。三是利用接電裝置來防雷，是指埋在地下的金屬體，閃電經過接電線送到接地裝置上釋放，接地裝置的材料有鍍鋅的角鋼、鋼管，將接地裝置埋到地下80 厘米以下，能夠有效保障防雷效果。

（二）內部防雷措施

主要有四種：一是防止側擊雷，應用避雷針能夠接取空間垂直落下的閃電，但是側方的閃電仍然會從其他方向擊中船閘系統的其他位置。因此不能只依靠避雷針來進行防雷，應當重視預防側擊雷所帶來的危害，把在船閘系統周圍的金屬物品和防雷裝置連在一起，例如欄桿等。二是防雷措施主要利用等電位連接的方式來防止雷電危害，可以有效降低在內部防雷空間中金屬物品和船閘系統之間產生的電位差。當船閘系統遇到直擊雷之后，會引入大量的雷電電流，當電流通過引下線的時候會引起劇烈的電磁場變化，容易導致處于相鄰的導線也受到雷電過電壓的影響，進而引入雷電給船閘系統造成損傷。所以一定要在系統設備集成電路中建立電位連接來減少電位差，保障網絡設備的安裝與使用。等電位連接的方法有兩種：一種是用導線把防雷空間內的各種金屬部件相連接，使其成為一個整體的導電系統，可以有效防止出現感應雷電過電壓現象。另外一種是針對建筑物展開防雷措施，則需要將支撐建筑物的基礎鋼筋進行焊接，將焊接后的導電系統和共用的接地裝置連接。三是利用屏蔽弱電設備的方式來減少雷電給船閘系統帶來的雷電干擾。要根據防雷區各種設備的要求，將重要的設備放在中心部位，然后用屏蔽電纜連接電子設備，并與防雷接地進行等電位連接。四是浪涌保護器，發生雷擊之后受到感應作用，會使船閘電路系統產生浪涌電流破壞電路，所以一定要安裝電涌保護器，電涌來臨后，電涌保護器可以進行鉗壓以及泄流處理。根據船閘系統中電氣設備的布局特點，需要按照三級式的方式安裝電涌保護器：一級電涌保護器可以安裝在船閘配電室總配電柜內部的總電源的進線位置，二級電涌保護器可以安裝在船閘集中控制室等后續的配電箱之中，三級安裝在船閘系統的微電子設備中，進行防感應雷保護，例如：電子設備的插座箱里。

（三）視頻監控系統防雷措施

首先需要做好前端設備的防雷措施，前端設備分為室內分布和室外分布。室外分布容易受到直擊雷的影響，需要做好接地處理，室內前端設備遭受直擊雷的幾率較小，但是容易受到雷電過電壓的影響。前端設備需要處于避雷針接閃器的保護范圍當中，如果攝像器處于獨立架設狀態，應當使接閃器和攝像機之間的距離維持在3m 最為適宜。當一旦受到雷電危害之后，可以將接閃器放在攝像機的支撐桿之上，避免出現電磁感應。為了避免有雷電波進入到船閘系統的前端設備，可以安裝避雷器裝置。在實際的雷電危害事故中，因為感應雷電過電壓所導致的事故幾率更大，因此需要對傳輸線路進行有效的防雷措施。在布置傳輸線路的過程中，可以使用穿金屬管埋地的形式進行布線，在布線時要注重在金屬管的兩端處進行有效的接地處理。穿金屬管埋地的布線形式可以削弱雷電危害時所產生的電波，防止電子設備受到電波的損傷。最后需要對終端設備采取防雷措施，需要考慮到多種防護措施。視頻監控系統的防雷核心在于對監控中心進行防雷，同時也是船閘監控系統防雷措施設置的核心。當安裝船閘監控設備的時候，盡量不要放置于窗戶旁邊和頂樓，利用綜合避雷的手段來達到防御雷電危害的目的。

（四）其他控制系統防雷措施

消防系統防雷保護，其主要保護的設備是消防集中控制屏，要對集中控制屏電源安裝防雷器，使用防雷裝置對信號實施防雷保護。同時船閘的網絡系統需要做好防雷保護，當前光纖作為船閘網絡傳輸主要光介質，受到雷電危害的幾率較小，只要確保光纖系統兩端接地即可，對光端機外殼進行實施等電位連接。由于船閘系統電話較少，但是分布范圍卻較廣，因此將串聯的防雷器放置在電話前端即可，這就可以完成電話系統的防雷保護措施。船閘系統中需要利用音響系統來進行消息的傳遞，應當對音響系統實施有效的保護措施，音響系統的保護主要分為兩個部分：一部分是音頻解析設備，另一部分是音頻播放設備，音頻解析設備需要安裝防雷器，使其從防雷插座上取電，音頻播放設備就近做好等電位連接即可。

三、結束語

綜上所述，做好船閘系統的防雷措施尤其重要，對船閘系統的穩定運行具有較大的保護作用。通過防雷措施的實施能夠保障船閘各個系統不會受到雷電的破壞，減少了船閘系統出現安全隱患的幾率。在最大程度上排除可以引起雷電襲擊的因素，保障船閘系統的安全穩定運行。