冯博
（广东粤电青溪发电有限责任公司 广东大埔县 514200）
摘要：本文主要回顾青溪大坝安全监测系统防雷情况，分析雷电保护中的注意事项。在上述基础上提出相应的安全监测方案及自动化防控体系，结合实际案例对比分析雷电保护方案的适用性、有效性及合理性，保证青溪大坝安全、稳定运行。
关键词：安全监测；防雷保护；设计
1 青溪大坝防雷情况概述
青溪水电站是广东省水电站的重要组成部分，其年平均发电量为3.73亿KW.h，远期年发电量为4.33亿KW.h。青溪大坝总面积超过915万平方米，总流量达到87.4亿平方米，发电量明显高于其他水电站。
大坝安全监测系统采用的是青溪水电站处于雷电活动高发区，坝区时有电力和通信设备被雷电活动损坏。针对这种情况，大坝安全监测系统作了相应的防雷措施。为保证青溪大坝能够安全、稳定运行，选用南瑞公司研制生产的DAMS－IV型智能分布式工程安全监测系统（以下简称系统）。
该系统设计内容较为全面，依照青溪大坝实际需求形成了系统化、层次化安全防雷体系，从根本上改善了大坝防雷发电效益，效果非常显著。
2 设备及系统防雷
直击雷、感应雷、地电位升是导致青溪大坝雷电事故的主要诱因。在设备及系统防护过程中需要针对以上危险源做好相应防护，其具体状况见表1。
表1 雷电危险源的防护措施
从整体角度而言，接地和屏蔽是当前雷电危险源防控的常用措施。接地处理过程中需要做好布线，对接地线位置进行合理设置，其具体状况见图1。而屏蔽处理时应结合设备性能形成合理的屏蔽装置，通过综合布线，并采取有效的屏蔽措施，基本上可以保护线路免受不可接受的电磁干扰，做到安全、可靠、经济，对系统的防雷击电磁脉冲，比一味安装多级保护器行之有效，且节省费用。
图1 防雷接地示意图
3系统防雷方案的设计
青溪大坝雷电防护设计的过程中对综合防雷系统非常重视，从内部和外部两部分出发形成相应防雷方案，其内部主要借助接屏蔽、等电位连接、浪涌保护器等实现，外部主要设置接闪器、接地保护、屏蔽线等，并形成共用接地系统，其具体状况见图2。
图2 青溪大坝综合防雷系统
（1）划分雷电等级。于地区雷电等级划分，国家还没有制定出一个统一的标准，不少行业根据需要，制定出本行业标准，如DL/T620-1997，YD/T5098 等。青溪大坝雷电风险防控过程中依照上述标准将其划分为一般雷电区和雷电重灾区，分别设置不同等级雷电防护。
（2）雷电防护分区。一般雷电防护过程中主要可以划分为直击雷非防护区（LPZOA）、直击雷防护区（LPZOB）、第一防护区（LPZ1）、第二防护区（LPZ2）、后续防护区（LPZn）。可依照雷电等级分别对防护区位置进行划分，形成不同等级的雷电防护内容。青溪大坝雷电防护过程中就在空间布线和设备设置基础上形成了相应防护区，其具体状况见图3。
图3 青溪大坝防护区分布情况
其等电位连接过程中，所有电力线和信号线从同一处进入被保护空间LPZ1区，并在设于LPZ0A或LPZ0B与LPZ1区界面处的等电位连接带1上做等电位连接。这些线路在设于LPZ1与LPZ2区界面处的内部等电位连接带2上再做等电位连接。将建筑物的外屏蔽1连接到等电位连接带1，内屏蔽2连接到等电位连接带2。LPZ2是这样构成，使雷电流不能导入此空间，也不能穿过此空间，具体情况如下。
图4 青溪大坝防雷区等电位连接示例图
4 系统防雷的具体措施
青溪大坝系统防雷中从内部和外部方案两部分出发分别设置对应防雷装置，双管齐下，有效提升了整体防雷效果。
4.1 内部防雷措施
（1）安装浪涌保护装置。大坝安全监测系统的供电，由市电供给（水库的厂用电系统）。雷电活动时，常会在电源线路上感应高压脉冲，形成浪涌，危及设备的电源供给。系统供电线路作了如下处理以减小其危害：
①配置稳压净化电源，通过净化电源集中向系统和设备供电
②设备供电线路上配置熔断保险丝，当发生过载等事故时，保险丝熔断而起到保护设备作用。2008年发生的一次特大雷击，导致设备保险丝全部熔断，设备基本完好，防雷效果良好。更换保险丝后系统恢复正常。
③每台DAU设备配备专用防雷稳压电源，起到全面防雷和防浪涌保护
系统通信线路作了如下处理以减小雷击危害：
①通信线路中间段，在启闭机房安装的中继器内置防雷模块
②通信线路末端，控制机房数据转换模块上内置防雷模块
（2）通讯线和电源线屏蔽和合理布线。青溪系统DAU设备和监控中心最远有1800米的距离。使用双绞屏蔽电缆实现数据传输。监测系统的通信电缆有2/9是野外露天铺设的，6/9是野外电缆沟中铺设的，还有1/9是室内铺设的。当有雷电活动时，在通讯线上常会感应过高电位。导致设备损坏。为此，监测系统在通讯线上进行了全面防护，并对通讯线的铺设和连接提出了相应要求：
①设备通讯口内置防雷模块，可以防5000W感应电。
②野外和电缆沟通讯线和电源线全部用镀锌管保护，并进行等电位连接，沿线路采取单点接地（周围无自然接地体，为人工接地体）。
③在设备安装时，将设备机壳与通讯线保护管做等电位连接，并尽量降低接地电阻。
④加大两个回路（导体）间的距离。
（3）等电位连接。青溪大坝安全监测系统对设备情况、管线等进行全面分析，依照实际距离与等电位连接要求分别形成基本等电位连接网和接至公共系统的等电位连接网，其具体状况见图5。
图5 安全监测系统等电位连接设计
该等电位连接过程中主要借助配等电位接地端子板实现，设置独立等电位连接布线，将接地基准点与等电位接线相连，从而保证高压传输，避免雷击过压导致的设备损坏。
4.2 外部防雷措施
（1）形成相应屏蔽装置。青溪大坝安全监测系统中对金属导体、线缆等均设置屏蔽保护，以屏蔽线为主提升整体安全防护效果。所有的信号线及低压电源线都应采用有金属屏蔽层的电缆，并应尽量加大两个回路（导体）间的距离、缩短两个回路（导体）的长度、避免两个回路（导体）平行走线、缩小两个回路的面积，并减低重合度。具体细节可参考GB50343-2004、GB50057-34等国家标准。
与此同时，对存在干扰的设备在其外部设置金属屏蔽网及相应屏蔽室，并连接到等电位装置上，最大限度消除电磁干扰。
（2）监控中心计算机房的接地设置
监控中心是系统核心，是监测系统全部功能的集中体现，因此，机房的防雷是保证计算机不受雷击伤害的关键。机房内的电源采用稳压隔离净化电源通过UPS供给，进入机房的信号线、通信线都做相应的接地处理。
4.3 共用接地系统
青溪大坝安全监测系统构建的过程中对共用接地系统较为重视，依照设备要求中的最小值设置接地电阻，依照设备安全性能要求将其连入到接地系统中。对独立接地要求的设备单独设置接地线，其他设备直接接入到散水坡外大于1m处的埋设环形接地上，实现接地保护。
5 总结
青溪大坝水电站运行的过程中依照实际雷电灾害情况设置了相应的安全监测防护系统，并配合雷电防护措施对系统布线、接地保护、等电位连接、屏蔽设置等进行完善。该系统中形成了综合雷电防护体系，借助不同装置构建了层次化防护网，将内部防护与外部防护结合，从根本上降低了雷电灾害对水电站的影响，全面提升了发电的安全性和可靠性。
参考文献：
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[3] 罗雄杰，贺陕斌，丘雪明.大坝安全监测自动化系统的防雷抗干扰[J].韶关学院学报（自然科学版），2006（06）：72-74.
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3机械类安全装置检验
3.1检验依据
依据扶梯检验规则的防护挡板和扶手防爬 / 阻挡 / 防滑行装置的检验内容，以图 4为实例，从设置条件要求和装置尺寸要求来详细说明检验要求。
图 1 自动扶梯安全防护示意图
图中 1 为扶手防爬装置，设置条件为任何安装使用的自动扶梯，都需设置；装置要求为其装置位于地平面上方（1000±50）mm 处，并平行于外盖板方向上延伸长度应大于1000mm；其离扶手带外缘水平距离不小于 80mm，垂直高度不小于 25mm
图中 2 为扶手阻挡装置，设置条件为自动扶梯的外盖板宽度大于125mm 时，必须设置；装置要求为上、下端站都应装置其高度延伸到低于扶手带下缘 25 ～ 150mm。
图中3为扶手防滑行装置，设置条件为自动扶梯与外墙间距大于300mm，或相邻平行自动扶梯间距大于 400mm，却扶手盖板高度接近扶手带时，必须设置；设置要求为装置高度不小于 20mm，与两扶手带间距不小于 100mm，却扶手防滑行装置间距不大于 1800mm。
图中 4 为防护挡板，设置条件为当扶手带外缘与任何障碍物间距小于 400mm，必须设置；装置要求为一个垂直固定其高度不小于300mm，且延伸至扶手带外缘下至少 25mm 的无锐利边缘的封闭防护挡板。
3.2检验方法与判定
对自动扶梯的防护挡板和扶手防爬 / 阻挡 / 防滑行装置检验方法为现场目测和测量间距，判定是否达到其设置条件，并对装置尺寸和位置进行目测和测量，判定是否满足装置设置要求。需要注意的是自动扶梯现场安装环境复杂，对判定与测量数据有一定影响，需仔细测量，做到判定结果的有据可循。
4结束语
综上所述，自动扶梯在各大公共场所中得到广泛的应用，同时自动扶梯逆转事故时有发生，给安全带来了一定的隐患。因此，在自动扶梯的应用中，必须要做好防逆转保护措施，在自动扶梯的日常运行中，做好维护检查工作，确保自动扶梯防逆转装置的可靠运行，保障生命财产安全。
参考文献：
[1]刘晓龙．自动扶梯逆转事故原因分析与防逆转保护装置的检验方法探讨[J]．硅谷，2014（13）：166-167．
[2]张翔 . 浅析自动扶梯检验中易被忽视的问题及其检验依据 [J]. 特种设备安全技术，2017（06）：41-42.
[3]田雷 . 自动扶梯防逆转安全保护装置的分析 [J]. 现代制造技术与装备，2018，（05）：123-124.
论文作者:冯博
论文发表刊物:《河南电力》2018年24期
论文发表时间:2019/8/22
标签：防雷论文; 大坝论文; 雷电论文; 电位论文; 防护论文; 装置论文; 系统论文; 《河南电力》2018年24期论文;