內蒙古城市供排水設施防雷裝置現狀及對策研究

王漢堃

(內蒙古自治區雷電預警防護中心，內蒙古 呼和浩特 010051)

供排水系統作為城市最為重要的公共基礎設施之一，關系著廣大人民群眾的切身利益，一旦因雷擊造成設備損壞，不但會對企業造成難以彌補的經濟損失，同時也可能因突然停水引起更加嚴重的生產事故，帶來難以估量的間接損失。為深入了解內蒙古自治區主要城市供排水系統防雷安全的現狀，內蒙古自治區雷電預警防護中心技術人員通過實地走訪、電話訪談、查找資料等多種形式對內蒙古自治區多個盟市的城市供排水系統防雷裝置的設置、檢測及日常維護等情況進行了調研。在此基礎上，通過對供排水設施雷電災害風險產生的主要原因進行深入的研究和分析，總結出了解決城市供排水設施防雷裝置安全隱患的對策，為解決這一問題提供了思路和有效的途徑。

1 防雷安全現狀

1.1 城市供排水設施雷電災害敏感性較高

目前，內蒙古自治區城市供水的主要來源以地表水為主。以呼和浩特市為例，呼和浩特市區的供水75%來自黃河水，由預沉廠將黃河水抽取入廠，經過初步沉淀、經過濾后進入金海調蓄水庫備用，金河水廠將水庫內的水抽取后進行進一步處理，再經過過濾、殺菌等多道工序后達到飲用標準。達到飲用標準的水由主泵站輸送至市區內各個加壓站，然后由加壓站輸送至用戶。為彌補城市供水高峰期的用水缺口，呼和浩特還在市區內建有10座地下水廠，159眼水源井，這些水廠和水源井一般設置在市區的公園、綠地等周圍空曠污染源較少的位置。不論取水方式是采用河水還是地下水，整個供水系統已經基本實現了自動控制和自動監測，在各個生產環節均設置有大量的傳感、采集、自動控制等電子信息設備，容易受到雷擊電磁脈沖的破壞和干擾，造成設備的損壞和誤動作。例如，某水廠中心調度機按指定周期以輪旬選通的方式從分布在市區的管網測壓點和各水廠的終端得到采集的數據，將數據進行顯示、存儲、分送各種外設并對數據進行分析判斷是否發出控制指令和報警，但由于公司水廠至水源井距離較遠，通信線路的架設借用了高壓線桿，通信線路與高壓線同桿平行敷設在高壓線路下方3 m之處。由于線路基本都在空曠的原野上，周圍沒有高樓建筑很容易遭受雷擊，因此在系統運行初期由于雷擊就造成了微機調度系統損壞使得各管網測壓點和各水廠的終端數據不能采集、傳送給調度工作一度帶來了一定的困難[1]。

在污水處理方面，由于城市污水的處理工藝差別較大，根據處理工藝的不同各個污水處理廠內的設施也有較大的差別。例如，呼和浩特市內目前現有大型污水處理廠5座，其處理工藝有的采用傳統的沉淀、過濾、加藥等物理化學手段，有的則采用了物理分離、生物降解等更為先進的措施。但不論是采用何種工藝的污水處理廠，包括以地表水作為取水方式的供水廠，其在凈化和處理過程中均需要用到氯氣、高濃度的甲醇、臭氧、氨氣等化學制品，這些化學制品大部分由供排水企業在工業區內自己生產，即使不生產也會有大型的儲蓄場所。這些化學制品的生產和儲存場所絕大多數屬于爆炸火災危險環境，對于雷電敏感性和防雷裝置的防護等級要求都比較高。

1.2 防雷裝置未能達到預期防護效果

供排水企業在投入運營前一般均需經過完備的設計和驗收流程，生產設施的防雷裝置在設置上比較完備和合理。根據技術人員現場走訪的幾個水廠來看，其生產和配套設施的直擊雷防護裝置在裝設之初符合規范要求，在供配電系統及重要設備的前端安裝有適當的電源浪涌保護器，在部分控制及采集設備前端也配備有對應的信號浪涌器。

但是，供排水企業在防雷裝置的日常維護方面存在較大的漏洞。在現場走訪的過程中，調研人員多次發現防雷裝置存在部分或者全部失效的情況，如部分避雷帶斷裂、倒伏等，電位連接裝置已經腐蝕斷開，浪涌保護器劣化失效或前端保護器斷開等，而且在個別的廠區曾出現過由于雷擊造成設備損壞從而影響生產的事故。防雷裝置作為保證生產企業防雷安全的重要設施，其本身安全存在一定的問題，將給供排水企業安全生產、保障公共設施安全穩定運行埋下巨大的隱患。

1.3 重要生產區域雷擊密度遠高于周邊區域

圖1為利用2010年—2020年10年的閃電定位數據繪制的某水廠周邊區域累計雷擊大地密度，圓圈為水廠半徑5 km的范圍，從圖上不難看出，在水廠周邊有一部分區域的雷擊大地密度明顯高于周邊區域，該區域的大部分與水廠的蓄水裝置區重疊。通過對歷年來閃電定位資料的研究發現，其他水廠同樣也存在蓄水區域的雷擊密度和強度遠高于附近區域的現象。這是由于暴露在外的大型蓄水裝置或者大面積的蓄水區域在一定程度會增加附近區域遭受雷擊的可能性，由于供排水企業重要的生產區域不可避免地存在一定面積的蓄水裝置，這就導致供排水生產設施較其他工業建筑面臨更高的雷電災害風險。

圖1 某供水企業2010年—2020年累計雷擊大地密度

2 防雷安全隱患原因分析

經過技術人員的深入分析，造成供排水企業存在防雷安全隱患的重要原因有以下幾點。

2.1 防雷裝置檢測工作不夠規范

造成供排水企業存在防雷安全隱患的主要原因是由于供排水設施防雷裝置檢測工作不夠規范，沒有達到保障防雷裝置穩定可靠運行的目的。供排水企業防雷裝置的維護方式主要是由具有檢測資質的檢測機構進行檢測后，由供排水企業根據檢測結果對防雷裝置有針對性地進行維修和更換。根據現有情況來看，供排水企業的防雷安全檢測工作絕大多數是通過公開招標低價中標的形式交由第三方防雷裝置檢測服務機構來完成。2016年6月，國務院下發的《國務院關于優化建設工程防雷許可的決定》(國發〔2016〕39號)中，明確要求“規范防雷檢測行為，降低防雷裝置檢測單位準入門檻，全面開放防雷裝置檢測市場，允許企事業單位申請防雷檢測資質，鼓勵社會組織和個人參與防雷技術服務”[2]，自此大量社會企業快速涌入防雷裝置檢測市場，由于之前防雷技術服務長期處于相對封閉的市場導致社會上的技術力量非常薄弱，加之社會上一些個人和組織為了分享市場“紅利”，部分具備防雷檢測資質的機構為了拓寬業務范圍、超資質檢測，有的甚至通過開設分支機構掛靠防雷檢測資質進行檢測，導致防雷檢測技術服務機構在數量上野蠻生長但在服務質量上卻良莠不濟[3]。事實上，目前城市供排水系統并沒有相應的防雷裝置檢測標準，防雷裝置檢測工作面向市場放開時間較短，大多數防雷檢測機構并沒有足夠的技術力量去應對缺乏檢測標準的設施和行業。通過翻閱部分檢測機構的報告發現，這些檢測機構的報告普遍存在檢測漏項、適用的檢測規范不恰當、檢測的依據不合理等諸多問題，并沒有做到應檢盡檢，規范合理的檢測要求。這樣就造成了城市供排水裝置雖然在建設之初有較完備的防雷設施，每年也投入一定的人力、物力進行檢測和維護，但防雷裝置運行的結果卻不盡如人意。

2.2 供排水企業雷電災害防范意識不強

供排水企業的雷電災害防范意識不強，對防雷安全的各項工作普遍不夠重視。在與供排水企業主管防雷安全部門的工作人員座談中發現，防雷安全雖然已經納入了企業安全生產的管理體系，但是在人員、經費及各部門的配合程度上明顯較其他安全生產工作弱。個別負責安全生產的主管甚至認為內蒙古地處北方，每年雷雨季節較短，發生雷電災害幾乎是不可能發生的。

2.3 防雷安全監管不到位

監督管理部門對于目前供排水系統防雷安全的現狀也有一定的責任。監管部門對于防雷安全工作監管的重點主要放在加油加氣站、油氣庫、化工企業等具有爆炸火災危險環境的場所，對于供排水企業和服務于供排水企業的防雷裝置第三方檢測機構的監督力度不足，在一定程度上也助長了供排水企業對于防雷安全工作的漠視和第三方檢測機構不規范檢測行為的出現。

3 防雷安全問題解決思路

3.1 提高供排水企業的防雷減災意識

只有讓企業自身認識到防雷安全是安全生產工作中的一項重要內容，雷電災害的發生雖然較其他生產事故發生的概率低，且存在一定的隨機性，但是安全無小事，一旦發生雷電災害，造成的后果不堪設想。內蒙古雖然地處祖國正北方，屬于溫帶大陸性氣候，但年平均雷暴日28 d，經濟較發達地區如呼和浩特市、烏蘭察布市等地區更是多達35 d以上，均屬于中雷區，每年平均因雷擊造成的損失達千萬元以上，企業自身要充分認識到防雷安全的重要性，從思想認識上糾正忽視防雷安全的錯誤觀念，加大人員、經費等方面的投入，將防雷安全工作與其他安全生產工作同抓共管，才能減小甚至避免因雷電災害對企業生產甚至公共事業造成不可挽回的損失。

3.2 防雷安全監管部門要切實做到監管責任

①監管部門應主動向供排水企業宣貫雷電災害的危害和防雷減災的政策、法規，適當地對企業負責防雷安全的管理人員進行有針對性的培訓，如防雷應急的措施、防雷裝置的基本維護知識、防雷檢測報告的基本內容等，幫助企業提高防雷減災的意識和能力。②監管部門要加大對為供排水企業提供防雷裝置檢測服務的第三方機構的監管力度，在適當的范圍內提高對這類第三方機構檢查的頻率，對確實沒有能力承擔公共事業類企業項目的機構進行公示，為供排水企業在選擇第三方檢測機構時提供有效的依據。同時監管部門可以為第三方機構開展培訓、提供指導性手冊、派出專業技術人員進行現場指導等多種形式幫助第三方檢測機構提升自身的檢測能力，使防雷裝置檢測機構能夠很好地承擔起供排水系統的防雷裝置檢測工作。

最重要的是，在目前防雷裝置檢測行業現狀的背景下，最行之有效的方法就是能夠盡快頒布一部專門針對城市供排水防雷裝置檢測行為的標準，在標準中明確地提出對城市供排水系統防雷裝置檢測的內容、項目、依據及技術要求，讓所有參與城市供排水設施防雷裝置檢測的機構和技術人員在檢測過程中能夠有直接參照的依據，從而有效地提高檢測機構和相關人員的技術水平，對供排水設施的防雷裝置檢測做到應檢盡檢，規范合理，大大提高防雷檢測工作的可靠性和科學性，從而確保城市供排水系統安全穩定的運行，為人民群眾的生命財產安全和日益增長的美好生活保駕護航。