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摘要：近些年电气自动化系统得到普及应用，其中一个典型的应用领域是我国的各项水利工程，电气自动化系统担负各种水利设备的控制和监视工作，因此一旦出现问题，损失非常大。在实际运行中，雷电是破坏和干扰自动化电气装置的主要原因之一，因此应用于水利工程的电气 自动化相关系统必须强化防雷能力，通过多方面防雷措施的运用，提高电气系统在雷雨天的安全系数。
关键词：水利工程；电气自动化系统；防雷措施
引言
近几年来随着自动化系统的不断发展，先进成熟的自动化技术应用到水利行业中，国家对水利自动化系统的建设的投入也有所增加， 所以很多水库建立起了自己的自动化观测系统。自动化系统的建立给水库的管理带来了许多的方便，能够给水库管理者提供及时准确的观测信息。因此自动观测系统在水库管理中起到重要的作用。水库自动 化系统的安全性显得格外的重要。大部分水库位于山区，雷击现象频 繁发生。这对自动化系统的安全产生很大的威胁，而且自动化系统中 设备一般又是比较昂贵，一旦遭到雷击不仅影响水库的正常观测，而 且可能带来巨大的经济损失。因此水库自动化系统建设期和运行期的防雷问题显得格外重要。
一、雷击类型
为了能够较好完成本文就水利工程电气自动化系统防雷展开的相关研究，我们首先需要认识到防雷对于电气自动化系统的必要性。随 着近年来水利工程资金投入的不断加大，我国水利工程的自动化程度不断提升，而由于水库、水电站等常见水利工程多处于雷电易发区， 这就使得水利工程中的电气自动化系统往往较为容易遭受雷击。
（一）直击雷
这种雷击类型破坏力较强，若直接作用于人、畜的身体，将会使其直接死亡。直击雷形成于云层、地面突出物体之间的放电行为，若 是直击雷接触到自动化设备，电流会随着金属物流入地下，进而产生 较大的对地电压，发挥出巨大的破坏作用。
（二）球状雷
直击雷相较于任何雷雨天气都可能形成，球形雷大多产生于雷暴天气，其形成后会发出非常耀眼的红光或白光，形态犹如火球，若是 水利工程有缝隙或烟囱、门窗等通道存在，球形雷便会借此进入室内， 给自动化设备带来损害。就危险性而言，球形雷要比直击雷更高。
（三）雷电感应
雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。在雷云与其他 部位放电后，凸出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式，沿突出物 极快地传播。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅 速变化的强大磁场所致，这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。
（四）雷电侵入波
雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘，使高压窜入低压，造成严重的触电事故。
二、水利工程电气自动化系统的防雷措施
（一）做好接地和屏蔽
接地：良好的接地是防雷中至关莺要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。因此，在经济合理的前提下应尽可能降低接地电阻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水 利工程泵站和涵闸中控室内通信和控制设备应与用工程其他的动力装置共用接地网并尽可能与防雷接地网直接相连。中控室内应敷设均压带并围绕机房敷设环行接地母线。在中控室或调度室内，需另设接地 网的特殊设备，其接地网与工程地网之间可通过击穿保险器或放电器连接，以保证正常时隔离。雷击时均衡电位。接地的其他方面均应严
格按有关规程办理。
屏蔽：为减少雷电电磁干扰，中控室或调度室的建筑钢筋、金属 地板均应相互焊接．形成等电位法拉第宠。设备对屏蔽有较高要求时， 中控室应敷设金属屏蔽网，将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点 相连。架空电力线由站内终端杆引下后应更换为屏蔽电缆；室外通信 电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端要接地；对于既有铠带又有屏蔽层 的电缆应将铠带及屏蔽层同时接地，而在另一端只将屏蔽层接地。电缆进人事内前水平埋地 10 ｍ以上，埋地深度应大于 0.6 ｍ；非屏蔽电
缆应穿镀锌铁管并水平埋地 10 ｍ以上．铁臂两端应良好接地。着在室外人口端将电力线与铁管问加接压敏电阻，防雷效果会更好。
（二）通过三合一防雷器达到防雷目的
三合一防雷器是一种具有多重功用的综合性防雷设备，能同时防 护电源、视频线路、控制线路三类设备，有”三合一”之称，因其组 合性和多功能性，所以还有组合防雷器或多功能防雷箱的别称。此外， 三合一防雷器使用了多级串联结构，能够实现多级保护。在功用上， 三合一防雷器主要被用于保护各种监控设备，包括室内设备与室外设 备，防雷原理是对电磁脉冲的运用。
（三）UPS 过电压保护
感应雷或沿电源线进入室内的雷电侵入波会使电源电压急骤升高， 从而导致 UPS 及后接设备损坏。有些 UPS 中尽管装有压敏电阻，但还是很难保护自己及后接微电子设备。对电源，可靠有效的防雷方续保护系统可允许的范围；第二级用限流模块；第三级用压敏电阻；第四级用TVS 管，使输出的箝位电压达到规定的要求。采用上述四级保护后， UPS 或被保护电源一般不会因雷击而损坏。
（四）综合性防雷措施
为避免雷害，对水利工程自动化系统，应采取“整体防御、综合治理、 多重保护”的方针。除采用上述保护与接地措施外，配电变压器高低压侧均应装接金属氧化物避雷器。并三点联合接地。控制和通讯线、Modem 等应装过电压保护器；当 RTU 等装置离显示屏较远时应装信号线过电压保护器。依据以上措施和方法选择防雷设备和接地设施，在水库泵站和涵闱工程中取得良好效果，凡按以上防雷接地要求进行改造且安装了过电压保护器的被保护装置均安然无恙。
三、结束语
现阶段水利工程愈加向着自动化、智能化的方向发展，精密的智 能化电气设备的使用使得水利工程具有了更加优秀的运行性能。同时 设备越智能化、自动化、精密化，也就越容易出现故障，而雷击便是 其中一种最为常见的故障原因。文章对雷击的类型及防雷措施进行了 针对性分析，旨在阐明水利工程电气自动化系统的详细防雷措施，使 工作人员可以选择更恰当的措施来防雷，确保水利工程中电气自动化 系统的正常运行。
参考文献
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[3]杨勇 . 浅析水利工程电气自动化系统防雷措施 [J]. 内蒙古水利,2016(03):31-32.
论文作者:董志达, 赵勇
论文发表刊物:《建设者》2019年21期
论文发表时间:2020/3/11
标签：防雷论文; 水利工程论文; 自动化系统论文; 雷电论文; 过电压论文; 电气论文; 屏蔽论文; 《建设者》2019年21期论文;