摘要：随着经济的发展与人口的持续增加，对水资源的需求量逐年增加，传统的水厂作业已经无法满足对水资源的需求。随着科技的发展与计算机技术、控制技术、通讯技术、机电仪表技术的发展，水厂自动化应运而生。由于水厂占地较多，考虑到经济效益，水厂的位置大多数处于地势较高且相对偏僻的地方，容易受到雷电的袭击。极有可能导致水厂自动化控制系统和设备的损坏。并且，近几年，水厂自动化控制系统的雷电事故被频繁提起。因此，为了避免事故的频繁发生，在水厂建自动化控制系统的建设和运行过程中，应考虑对自动化控制系统和设备的防雷技术的选择和应用。
关键词：水厂；自动化控制系统；防雷技术
引言
水厂自动化控制系统是伴随着科技的发展而产生的，水厂自动化技术可以减少对人力的要求，提高了操作效率。但由于水厂建在郊区，设备易遭受雷击，因此这就要求防雷技术的成熟。本文将通过理论与实际的紧密结合具体介绍水厂自动化控制系统以及防雷技术的应用。
一、水厂自动化控制系统
水厂自动控制系统主要应用于供水企业远程控制管理水厂，水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息；远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况；可以远程控制加压泵的启停。因此可以减缓劳动力短缺问题，并且可以提高效率。水司调度中心工作人员及公司主管领导还可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。使得操作透明化，可以避免工作事故。
由于计算机技术的引进，使得水厂电气设备增加，从而也增加了雷电对整个系统和设备的危害。
二、水厂防雷技术的必要性
由于计算机技术的引用，水厂可以实现智能化管理。plc成为控制终端计算机的基础。水厂成为庞大的电子控制网络，这就增加了雷电对设备袭击的可能性。一旦水厂被雷电击中，就有造成电压瞬间过大，设备被毁坏，甚至可能造成整个网络的瘫痪，造成巨大的经济损失，更有甚者造成人员伤亡。
三、雷电侵入途径
通常水厂自动化系统的控制站都置于构筑物之中，网络线、电源线铺设于电缆沟中，因而遭受直接雷击的可能性不大，雷电波侵入对自动化系统的破坏，主要是通过侵入电源线、天馈线、通讯线和信号线而分别损坏电源模板、通讯模板、I／O模板；也可能因感应从信号采集线和接地网引入有害的信号电流和接地电流，损坏自动化系统或影响其运行。
四、防雷措施的采取
根据电涌产生、危害途径和自控系统的特点，应从配电系统防雷、自控系统网络线路防雷、构筑物防雷、合理接地等四方面着手探讨如何通过防雷技术确保水厂自动化系统的安全。
（一）自动化控制设备的防雷措施
水厂自动化控制设备主要有自动化仪表，主要分为压力，温度，水位的仪表雷电导致的雷电感应和雷电波产生的过电压和过电流会导致变控器和其他设备被击穿。此外，各种仪表应雷电波产生的过电压会损坏信号端原件。因此，为了保护自动化仪表，要对仪表进行屏蔽。将低压配电箱到仪表之间的线路屏蔽起来。并且要将屏蔽层两端进行等距离接地。在必要环境条件下，进行双管接地和钢管布设。除了这种必须采取的方法，还可以对各种自动化仪表进行spd电源。spd电源设备安装在前端的低压配电箱位置。最后，尽量选择信号spd，并且尽可能近距离安装在控制器端。安装spd信号的原因是限制控制器和传感器之间的距离，从而达到防雷的预期效果。
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（二）控制站构筑物的防雷
总控站是控制和信息中心，集中了很多位重值高的计算机设备、通讯设备、仪器仪表，大多数还有电台和天馈线，是全厂生产监控、调度中心，在装修中大量采用了铝、铁等金属材料，所以在防雷上的要求就更高一些，其目的是要形成均压等电位屏蔽措施。
控制站所在构筑物应安装避雷带、避雷网，只安装避雷针效果不好，因为水厂构筑物高度虽低，但地势空旷，临近水源，所以极易遭受各方向的各种形式的雷击。控制站所在构筑物的接地电阻须小于10欧。
（三）plc控制器和工控机的防雷
plc通过中控室的网络柜完成数据处理与工控机直接连接。这两种设备都是水厂自动化控制系统的自控设备。他们的防雷处理与其他自动化设备相同。将他们单独拿出来介绍是因为其自动化程度更高，并于操作人员直接有关。自动控制设备的仪表号由plc进行处理，穿送到中控室，操作人员进行相关处理。他们的防雷措施有主控制计算器和plc要就进接地处理，并且在其前端配电箱安装spd电源。在plc线路上安装屏蔽装置。对于非屏蔽线缆去，要两端进行接地，并安装合适规格的spd电源。就计算机而言，计算机信号线也要进行屏蔽装置，屏蔽装置要于网络计算机柜和plc相连。不难看出，这些措施都和上文介绍的一样，没有什么特别。对于水厂自动化控制系统，其防雷技术已经达到了完善地步，单据调查报告，仍然有很多事故发生，这不是理论上的不足，而是施工人员或水厂过于疏忽，没有将理论应用到实际，为了省事，没有严格按照要求连接自动化控制系统的防雷处理系统。
（四）设备的合理接地
从上文我们不难看出，防雷是一个重要举措就是线路的合理接地，因此，我们就合理接地做详细介绍。
防雷的最终措施是"泄放"，因而对"接地"切不可轻心。一般厂内的接地主要有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地。如这三种接地配置不合理，极易在雷击时通过接地网对自控系统造成反击。为了实现防雷的有效实施，我认为要将这三个系统尽量拉开距离。如果实在是外界条件的限制，在接地线引入室内时，若与其它地网距离太近，可局部采取既绝缘又屏蔽的措施。
结论
水厂自动化控制系统采用了高科技技术，使得作业变得简单，但科技是把双刃剑，有利必有害。水厂自动化控制系统是指对计算机、PLC系统的联合应用以及对CMOS集成电路和分散控制用的CPU单元的大量大规模采用，由于这些电子设备的网络使自动化控制系统对瞬间过电压承受能力大幅度减弱，同时控制系统各种线路伸入到工厂的各种环境之中，因此雷电对其的危害显得非常显著。采用任何一种单一的防雷器件都有难以保证其安全，必须采取综合防护的措施，才能将雷害减少至最低限。 因此，水厂公司不能嫌麻烦，要为了厂房的安全及尽量避免事故的发生而尽到责任。此外，相关负责人员要应用好理论知识。只有严谨作业，提前采取防护措施，我们就能实现水厂自动化控制系统与防雷技术的有效结合。
参考文献：
[1]肖永利，柏章明，王文发.水厂自动化控制系统防雷技术和措施[J].供水技术，2010，06：59-61.
[2]杨时.防雷技术在水厂自动化控制系统中的应用[J].科技资讯，2012，19：2-3.
[3]白学文.现代防雷技术在水厂自动化系统中的应用[J].中国给水排水，2016，02：59-61.
[4]白学文.现代防雷技术在水厂自动化系统中的应用[J].电工技术，2016，08：15-16.
[5]谢朝晖.水厂自动化控制系统中现场总线技术的应用[J].建材与装饰（下旬刊），2014，02：108-109.
[6]虞德畅，林晓霖.赵山渡引水渠系自动化控制设备的防雷系统[J].浙江水利科技，2015，03：92-93.
论文作者:牛润斌,牛冠赓
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：水厂论文; 防雷论文; 雷电论文; 技术论文; 自动化控制系统论文; 设备论文; 构筑物论文; 《电力设备》2017年第10期论文;