水利信息化系統防雷接地措施研究

王金波

（寧夏回族自治區吳忠市氣象局，寧夏 吳忠 751100）

隨著社會經濟的飛速發展，居民生活質量的不斷提高，對水資源開發和利用提出更高要求。為了保證水利工程的水資源合理分配、有效利用，需要通過建立水利信息化系統，來獲取準確、完整的水資源信息。但不可否認的是，我國在水利信息化系統建設過程中，始終存在重視技術指標、忽視運營管理的問題，雖然引入了各種專業軟件和先進設備，但沒有考慮運行環境的復雜性和多變性。導致信息化設備在運行過程中頻繁遭受雷擊，不僅無法充分發揮水利信息化系統的作用和功能，還給水利部門造成巨大經濟損失。對此，需要水利部門通過防雷接地的方式，有效提高水利信息化系統防雷性能，進而為水利行業的可持續發展提供有力支持。

1 水利信息化系統防雷接地的必要性

1.1 保護設備及人員安全

雷電是一種破壞力較強的自然災害，在發生的一瞬間，水利信息化系統會在高電壓、大電流作用下發生安全事故。而采用防雷接地措施，可以最大程度規避安全事故。針對水利信息化系統中的各種設備來說，在運行過程中一旦發生雷擊事故，或導致設備的電纜、電路板被擊穿，進而使設備出現故障[1]。另外，雷電還會對設備穩定運行帶來電磁干擾，容易影響數據傳輸質量和效率，甚至導致水利信息化系統崩潰。所以，在水利信息化系統建設中，必須充分考慮防雷接地需求，以此來提高設備防雷性能。雷電在危害水利信息化系統設備的同時，也會誘發火災、觸電等安全事故，進而為人員生命安全帶來威脅。因此，想要從根源規避安全隱患，就要選擇行之有效的措施做好防雷接地工作。

1.2 提高系統運行穩定性

保證水利信息化系統穩定運行，是充分發揮水利工程社會效益的關鍵所在。新時期，信息技術已經成為現代水利工程不可或缺的一部分。通過水利信息化系統對水利工程進行實時監測、數據分析，可以為領導決策提供可靠依據，進而提高水利工程管理水平。但由于雷擊事故會對水利信息化系統穩定性造成負面影響，所以做好接地防雷工作勢在必行。首先，雷電可能會導致水利信息化系統電壓波動或中斷[2]。一旦電力線路遭受雷擊，則會產生強烈的電磁干擾，進而影響電壓穩定性，使得水利信息化系統中的電子設備在電壓波動下出現故障，甚至導致系統崩潰。而采取有效的接地防雷措施，能夠確保系統在雷電天氣中的穩定運行。另外，雷電還會導致電力線路出現短路或接地故障。

1.3 智慧水利建設的關鍵

信息時代下，信息技術和水利業務不斷加深融合程度，如大數據、人工智能等技術被廣泛應用到水利業務中，為智慧水利建設奠定了良好基礎。實現了對水利工程的實時檢測和精準預測。通過對水利設施、水資源和水環境的數字化建模，可以實現對水利系統的全面感知和智能分析，為決策提供科學依據[3]。同時，先進信息技術還可以實現對水利系統的遠程控制和優化調度，提高水資源利用效率。但不可否認的是，在智慧水利工程建設中，防雷問題成為關鍵的核心問題。因為水利工程運行環境較為特殊，其設施設備運行期間極其容易受雷擊影響出現設備故障、數據丟失等情況，如何在智慧水利建設中有效防范雷電風險，成為亟待解決的問題。

2 水利信息化系統防雷接地對策

2.1 在水利信息化系統設計階段考慮接地防雷

雷電是一種較為常見的自然災害，會對電力設備和信息化系統造成極大破壞。所以，在水利信息化系統設計環節，應充分考慮雷電對系統造成的負面影響，并對防雷設施進行統籌設計，以此來提高水利信息化系統運行的穩定性和安全性。具體來說：設計人員要充分了解雷電的危害。雷電是一種在大氣中放電的現象，其發生一般會伴隨著高溫、大電流和強烈的電磁輻射，這些因素均會對水利信息化系統及電力設備造成嚴重負面影響，會導致設備產生故障，嚴重甚至會造成人員傷亡。所以，在水利信息化系統設計中，必須給予接地防雷工作相應重視[4]。設計人員要嚴格按照《建筑物防雷設計規范》《信息系統防雷技術規范》等行業標準開展防雷接地工作，明確防雷分區和防雷等級，并合理選擇防雷裝置，確保水利信息化系統的防雷性能達到要求。在具體實施中，應做好以下工作：第一，合理劃分防雷分區。設計人員應結合水利信息化系統功能和結構，合理劃分防雷分區，主要目的是降低雷電對系統造成的負面影響，通常情況下，需要將重要設備和敏感區域設置在較高的防雷等級區域。第二，合理選擇防雷裝置。結合水利信息化系統的防雷等級和實際情況，合理選擇防雷裝置。如避雷針、接地裝置、浪涌保護器等。

2.2 水利信息化系統合理選址和布局

為了保證水利信息化系統穩定運行，需要對建設區域進行合理選擇。在選址階段應充分考慮雷電活動規律和特點。如河谷、山區等特殊地形地貌，通常雷電活動相對頻繁，會對水利信息化系統穩定運行造成威脅。所以，在系統選址過程中，應盡可能避開這些區域，從源頭降低系統遭受雷擊的風險。另外，在合理選址基礎上，還應對水利信息化系統進行科學布局。要求遵循“就近避雷”基本原則，也就是將容易遭受雷擊的電力設備靠近防雷設施，以此來減少雷電對電力設備造成的干擾，切實提高水利信息化系統抗雷擊能力。在布局過程中：第一，確定設備安裝位置[5]。在水利信息化系統中，交換器、服務器、通信設備等，極其容易遭受雷擊。所以需要盡可能靠近防雷設施，如設置在地下室或建筑物頂層，如此能夠減少設備遭受雷擊的可能。第二，合理敷設電纜。在電纜敷設過程中，應盡量避免電纜穿越雷電活動頻繁的區域。對于必須穿越這些區域的電纜，應采取一定的防護措施，如設置電纜溝、采用屏蔽電纜等，以降低雷電對電纜的影響。

2.3 合理設計防雷接地系統

防雷接地作為保證水利信息化系統安全運行的一種手段，能夠有效減小低電位差，防止雷擊風險的發生。在防雷接地系統設計中，需要采用多點接地方式。也就是將水利信息化系統中的各種設備分別接地，形成覆蓋范圍廣且分散的網絡。如此即便遭受雷擊，也能夠快速將電流分散到大地，進而規避雷擊事故對水利信息化系統造成的危害。在防雷接地系統設計過程中，應嚴格按照國家或行業出臺的標準規范操作，合理確定接地電阻。所謂接地電阻，就是地面和接地體之間形成的電阻值，會對水利信息化系統的防雷接地效果產生直接影響。結合實踐來看，如果接地電阻過大，會導致雷擊電流難以在短時間內分散到地面，無法充分發揮防雷效果[6]。所以，設計人員必須確保接地電阻與標準要求相符，以確保系統的接地性能達到要求。為了實現良好的接地性能，接地系統的設計需要考慮以下幾個方面：第一，合理選擇接地材料。在接地材料選擇過程中，應考慮接地電阻要求和土壤電阻率。在防雷接地系統設計中，常見的接地材料包括銅、鋼、鍍鋅鋼材等。這些材料不僅具備防腐蝕性能，而且電阻率較低。第二，選擇合適的接地路徑。所謂接地路徑，實際上就是接地電流從設備或部件流入地面的途徑。

2.4 防雷接地檢測及維護

水利信息化系統的防雷設施是確保系統正常運行和數據安全的重要保障。為了確保其性能良好，應定期進行檢測和維護工作。具體來說：第一，對防雷接地進行定期檢測，能夠及時發現系統存在的安全隱患。新時期，越來越多先進檢測技術和設備應運而生，通過對接地電阻、避雷器、接地網等防雷設施的運行狀態進行全面檢測，能夠及時發現其中存在的不足之處和潛在隱患，便于及時處理，避免因防雷設施失效導致水利信息化系統崩潰。第二，針對全面檢測中發現的問題，需要及時整改。例如，如果發現接地電阻過大，可以通過增加接地體或改善接地材料來降低電阻；如果發現避雷器老化或損壞，應及時更換新的避雷器。只有及時整改，才能確保系統的防雷性能始終處于良好狀態。第三，定期維護也是提高系統防雷性能的關鍵所在。維護工作包括緊固、檢查、清潔等。定期清潔防雷設施，可以防止灰塵和雜物對設備的干擾；定期緊固連接件，可以確保設備的穩定性；定期檢查避雷器的密封性，可以防止水分進入設備內部導致故障。通過這些維護工作，可以延長防雷設施的使用壽命，提高其性能穩定性。可以看出，水利信息化系統的防雷設施的定期檢測和維護是確保系統正常運行和數據安全的重要環節。通過及時發現問題并及時整改，以及定期的維護工作，可以保證系統的防雷性能始終處于良好狀態，為水利信息化系統的安全運行提供有力保障。

2.5 增強維護人員防雷意識

維護人員是對水利信息化系統進行維護管理的執行者，會對系統運行穩定性產生直接影響，只有熟練掌握防雷接地知識，才能夠有效提高防雷效果。所以，面向維護人員灌輸防雷接地知識和技能至關重要。具體來說：第一，在維護人員培訓教育中，應豐富培訓內容，包括防雷接地概念、工作原理等。如此能夠幫助維護人員進一步認識防雷接地的重要性，并為后續操作奠定良好基礎。第二，培訓還應深入到防雷設施的具體性能和使用方法。運行維護人員需要了解各種防雷設施的性能指標，如保護范圍、響應時間等，并掌握正確的安裝、調試和維護方法，確保防雷設施能夠在關鍵時刻發揮其應有的作用。第三，強調防雷設施維護管理的重要性。維護人員應學會如何定期檢查防雷設施的工作狀態，及時發現并處理潛在的問題，確保防雷設施始終處于良好的工作狀態。在此基礎上，相關部門還應通過完善制度體系的方式，對維護人員的工作內容、職責權利加以明確，并建立完善的防雷設備臺賬和維修記錄。通過剛性制度約束，確保防雷工作所有環節得到有效監管，從而降低因雷電災害造成的損失。

2.6 制定應急預案

水利信息化系統應制定行之有效的防雷預案，明確應急流程、職責和實施策略。確保發生雷擊事故的第一時間，能夠迅速啟動應急預案，盡可能降低雷擊事故造成的損失。第一，做好應急組織工作。成立專門應急組織，主要負責應急工作的協調和指導。該組織通常由技術人員、現場工作人員及相關責任人組成。同時，還應建立與外部單位的聯絡機制，以便在需要時能夠得到及時的支持和幫助。第二，明確劃分職責。在組建應急組織的基礎上，對各級人員職責進行明確劃分，確保雷擊事故發生后，應急組織可以有序、迅速地開展相關工作。例如，技術部門負責對受損設備進行檢測和維修，現場工作人員負責保護現場和協助救援工作，聯絡人員負責與外部單位保持溝通等。第三，應急流程。制定科學合理的應急流程，包括雷擊事故發生后初步判斷、信息報送、設備維修等。必須保證應急流程簡單、易操作。第四，應急措施。針對不同類型的雷擊事故，制定相應的應急措施。例如，對于直接擊中設備的雷擊事故，應立即切斷電源，避免設備進一步損壞；對于引發火災的雷擊事故，應迅速啟動滅火設備，撲滅火源；對于導致數據丟失的雷擊事故，應盡快進行數據恢復等。

3 結語

綜上所述，水利信息化系統的防雷接地工作是確保系統運行安全的重要保障措施。在實際工作中，應從設備選擇與安裝、線路防護、系統監控與維護以及人員培訓與演練等方面入手，全面提升水利信息化系統的防雷能力。同時，應不斷總結經驗教訓，完善防雷接地對策，充分發揮水利信息化系統的功能和作用，并為水利行業的可持續發展提供有力支持。