泰州市河海勘测设计有限公司 江苏泰州 214500
摘要：为提升水资源利用效率，近年来我国水利工程领域发展迅速，电气自动化系统在水利工程中的应用也日渐广泛化，相关研究也因此大量涌现，基于此，本文简单介绍了常见的水利工程电气自动化系统防雷措施，并结合实例详细论述了水利工程电气自动化系统防雷措施的具体应用，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：水利工程；电气自动化系统；防雷
引言
自动化电气系统主要组成部分是控制系统、监测系统和通讯系统，其性能直接决定了整个水利工程的运行效率。这些系统经常因电压、电流等微小原因引起故障，从而引发雷击，给自动化系统造成严重破坏。为了避免这一情况，需要综合考虑防雷措施来解决现有问题。
1水利工程电气自动化系统防雷的必要性
水利工程建设在促进地方经济发展和社会进步方面有着不可替代的作用。在我国的很多地方都建立起了不同规模和等级的水利工程，并且地方政府在水利工程建设当中也都投入了巨资，这些水利工程大都是建设在一些较为偏远的山区和林区并且这些区域的地势落差都很大，水利设施就是借助这些地势落差的优势来进行发电和蓄洪的，但是这些地区也是雷电的高发区域，因此水利工程电气自动化系统在运行过程当中很容易会受到雷电的攻击，进而造成设备运行出现异常或者是瘫痪的问题。从水厂角度来讲，雷电同样会给水厂电气系统的正常运行带来一定的影响，所以，要想确保电气自动化系统安全稳定的运行就必须要采取有效的手段科学合理的制定好水利工程自动化系统防雷措施。
2水利工程电气自动化系统的应用现状
结合以往的实践经验，技术人员在保证水利工程一般功能的情况下，从节约人力、物力、财力的角度，选用以计算机监控为主的管理方式，对泵站、降压站、电力设备、控制系统等进行统一管理，实行网格化的在线监控管理，对运行参数、设备工作状态等进行实时记录，工作人员只需远程操作便可完成整个运行项目的有序控制。自动化系统中的泵站主要承担着监控泵组和电气设备的任务，同时要向终端管理人员传递泵组的实际信息。泵站采用了分层开放式网格布局，由计算机自动监控和控制，包括了语音报警系统、GPS定位系统、通讯系统、数据服务器等。对于自动化系统的继电保护装置来说，技术人员要依照国家设置的装置设计规范合理配备安全防护系统和保护装置，如电动机的失步保护、失磁保护、过电压保护、电流速断保护等。
3对电气自动化系统有威胁的雷击类型
3.1直击雷
这类雷击效果极强，可直接作用于生物体致其死亡，对电气系统的危害最大。直击雷产生于云层、地面突出物体之间的放电行为，一旦雷击碰触到电气设备，巨大的电流便会随着金属物进入地下，形成较大的对地电压，电气设备无法承受这种压力而被击坏。
3．2球状雷
产生于雷雨天气，特别是雷暴天气，一般会伴随有较为耀眼的红光和白光，犹如火球一般。如果水利工程所在区域存在裂缝、通道，则球形雷会进入其中给设备带来损害。
3.3一般雷电
产生的雷电波为侵入波雷电，其电流除了进入地下，还会通过输电线路、金属管道等物质到达自动化设备，消减甚至是直接消除电气设备的绝缘性能，极易造成触电事故。
3.4雷电感应
一般分为静电感应、电磁感应。静电感应指雷电形成后会与导电物体形成感应，电气设备的金属外壳或零件与之接触后会形成火花，由此造成设备损坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电磁感应则是指地面突出物体的表面在感应到电荷后，两者之间会出现异性相吸的情况，表面电荷摆脱原有束缚会随着雷电波一起进入到设备当中，从而产生强大的电磁场，诱发电源脉冲干扰，进而损坏自动化设备。
4水利工程电气自动化系统的防雷措施
4.1瞬态电压抑制器-TVS管应用
瞬态电压抑制器-TVS管实际上一种二极管形式的高效能保护器件，瞬态电压抑制器-TVS管可以根据电气自动化系统受到雷击后以10-12秒量级的速度把TVS管两级的高抗组转变为抵抗组，通过转变抗组把雷击所产生的浪涌功率消化掉，并达到较好的保护电气自动化设备器件的目的。因此，瞬态电压抑制器-TVS管在服务水厂水利工程电气自动化系统微电子设备时能够有效的起到保护过压的作用。
4.2UPS过电压保护
UPS过电压保护措施是水利工程电气自动化系统防雷措施当中一个较为常见的防护措施。通过笔者对UPS过电压保护措施的研究来看，只装有压敏电管的UPS在某种情况下是不能满足水利工程电气自动化系统对于防雷的要求的，所以笔者指出在电气自动化系统防雷措施保护当中可以使用四级保护模式，也就是使用由三级气体放电管、压敏电阻、限流模块和TVS管所组成的四级保护措施。通过利用四级保护措施来保护电气自动化设备不受雷电的攻击和提高水厂水电工程电气自动化系统设备的安全稳定的运行。
4.3防雷器
电气自动化系统中心可通过安置“三合一”防雷器来达到综合性防雷的目标。基于防护电源、控制线路、监督线路三个角度，依据电磁脉冲原理，以多级串联的形式实现设备的多级保护。防雷器可用于保护室内、室外设备，是一种综合性防雷措施，且效率较高。从雷电本身的特性来看，它所造成的破坏是连贯性的，由外到内地破坏电气系统。在进行防雷工作时，不能单一化地应用某一项措施，而是要根据工程的实际需求，综合运用多种防雷措施，构建立体化、全面化、整体化的雷电防护网。在实践中，可以把接地与屏蔽保护作为基础防雷措施，并在其他电器设备和系统中配备其他防雷装置。如，对于配电变压器，可以在高低压侧安装类似金属氧化物的避雷器，将其与接地母线连接，三点一线地保护系统。又比如通讯系统，应安装电压保护器，防止高压电流进入到设备系统中。对于远程终端控制设备，由于其与显示屏有着距离，这就不可避免地会架设网线和电线，对此也要对信号线加装过电压保护器，以提高防雷安全性。
4.4接地和屏蔽
在进行接地时，水厂企业应结合企业的实际情况尽可能的来降低接地电阻，在进行屏蔽时则应把屏蔽网与机房内环行接地母线按照均匀多点的方式进行连接，这样就可以有效的保护水利工程电气自动化系统免受雷电电磁的冲击和破坏，总之接地和屏防雷措施是防止水厂水利工程电气自动化系统免受雷电攻击的有效措施。
结语
综上所述，随着自动化系统在水厂水利工程当中应用的不断深入，水利工程运行也越来越趋于自动化和智能化，精密的智能化电气设备在促进水厂水利工程的运行效率和运行质量的同时也使得设备出现故障的频率有所增加，其中雷击就是导致电气自动化设备出现故障的一个非常关键因素。对此，文章就自然界当中的雷击类型和雷击造成的危害以及如何预防雷电攻击进行了分析，其实质是为了阐明制定水厂水利工程电气自动化系统防雷电措施的重要性和为工作人员更好的制定防雷措施提供有价值的参考，进而为推动推动我国水利工程电气自动化系统安全稳定的运行打下坚实的基础。
参考文献
[1]郑平.分析三岔河引子渡提水工程电气自动化系统防雷措施[J].低碳世界，2017（31）：70~71.
[2]杨勇.辽宁省大伙房水库输水工程电气自动化系统防雷措施分析[J].内蒙古水利，2016（03）：31~32.
[3]李红，周玲霞，杨兰凤，林佳萌.提高水利工程防雷能力建设的实践与思考[J].江苏水利，2014（03）：33~35.
论文作者:黄欢
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/15
标签：水利工程论文; 防雷论文; 自动化系统论文; 电气论文; 雷电论文; 措施论文; 过电压论文; 《当代电力文化》2019年第05期论文;