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摘 要：雷电是大气中自然放电现象，云层对大地的放电则对建筑物和人畜危害极大。现代防雷的技术原则是强调全方位防护，综合治理、多层设防，把防雷作为一个系统工程来设计。尤其是随着计算机技术、通讯技术、等高科技的发展和广泛应用，我国很多水利工程在实现信息化的同时，也更多地面临着雷击的威胁。特别是雷电过电压对自动化系统回路的稳定性运行带来很大冲击和影响，甚至将电气装置击坏。本文主要介绍水利工程电力自动化系统的防雷方法，
关键词：水利工程；雷击；措施
一、水利工程建立防雷系统的必要性
随着计算机技术、控制技术、通讯技术、显示技术的发展和广泛应用，加之国家对水利工程加大投入力度，目前我国很多水利工程都在使用自动化控制系统，比如很多小型水电站的自动化控制普遍采用由工业计算机和可编程控器PLC组成的集数据采集、过程控制和信息传送于一体的监控网络。这些设备对水利工程的运转起到很大作用，提高了水利工程的管理水平以及提供更准确的数据和信息，但是因为采用高度集成化的CMOS电路和LCU单元，所以应对瞬间过电压表现出较弱的承受能力，于是造成了容易受到雷电损害
山区、树林等雷电高发区一直是水利工程的所在地，这些水利工程在特殊的地理位置下，自动化的系统很容易遭到雷击，导致设备损坏，造成经济损失。所以，对水利工程自动化系统必须采取系统的、综和的防雷措施是非常必要的。
二、主要的雷击危害形式
（一）直接雷击的危害。地面上的人、畜、建筑物、电气设 备等直接被雷电击中，叫做直接雷击。发生直接雷击时，特 大的雷电流（几十至几百千安）通过被击物。在被击物内部产生高达几万度的雛，使被击物起火燃烧，使架空导线溶化等。
（二）感应雷的危害。雷云对地放电时，在雷击点主放电的 过程中，位于雷击点附近的导线上，将产生感应过电压，过 电压幅值一般可达几十万伏至几百万伏，它能使电力设备绝 缘发生闪络或击穿，造成电力系统停电事故，电力设备的绝 缘损坏，使高电压窜入低压系统，威胁低压用电设备和人员 的安全，还可能发生火灾和爆炸事故。
（三）雷电侵入波的危害。雷电侵入波是指落在架空线路上 的雷，沿着线路侵人到变电所（站）或配电室内，致使设备或人遭受雷击。
（四）雷电感应。雷电感应分为静电感应和电磁感。静电感应是由于雷云放电后，地面的凸出物体的上层感应到异性电荷并失去了束缚流窜出来，并随着雷电的电波一起传导，从而造成设备的损坏。而电磁感应是由于在雷电放出后在四周形成强大的电磁场，金属导体感应到这种磁场的变化，对人体再次放电，就造成电气设备损坏。
三、水利工程电气自动化系统的防雷措施
要使建筑物内部设备不受雷电损害的根本办法，就是使建筑物具有一套完善的防雷设施，为了实现其对不同雷害的防护目的，必须采用接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施。建筑物的防雷设施应包括接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器等技术环节。有效利用建筑物架构相互焊接成网，做好笼式屏蔽和等电位处理。在此针对水利工程自动化系统的防雷主要做好以下三方面的措施。
（一）自动化设备接地设置。在设备的二次接地工作中，接地系统设计时一般要满足屏蔽、逻辑、保护、信号、防雷等条件下进行接地。所以，接地系统设计在同时满足这些条件时要尽量的降低系统的电阻。根据自动化系统的接地标准和相关的防雷规范要求，对接地的电阻和接地系统的电阻值进行严格控制。如在铺设某水闸一次电网时，至少设计两条互不干扰的地线接到主控楼，接地铜排在二次系统屏柜中要针对性设置。这样即使在遭受雷击时，也不会造成自控系统的相互对抗。
（二）相等电位连接。在新的电力环境下，要将系统的金属器件进行电压等位连接，让系统电位形成一个不被阻断的整体，这样暂态电位差就不会出现。对一些水利工程遭受雷击的事件进行分析，发现原因是暂态电位压与附近的路径和金属导体之间形成电位差造成金属导体被穿破而开始放电。所以，要加强这方面的管理，在等电位连接的情况下让各个金属器件能达到低压均衡的状态，以避免暂态电位差对自动化电子设备的影响，从而实现防止雷击保护自动化设备的目的。
（三）针对感应雷与直击雷设计防雷措施。
利用水利工程屋顶的避雷带、网和四周建筑体内的柱钢筋作为引下线，以及梁钢筋相互焊接，实现建筑物内部的水管、金属管道等金属构件的良好的电气连接，使水利工程建筑形成了一个防电网。一方面疏导雷电流，另一方面使整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体，由于接地体面积大，大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线，由于引下线多，分流效果好，可大大减少了各引下线的电流值。
在现实中出现过多起水泥厂设计仪表以及DCS接地遭到雷击的事件，要避免设计仪表和DCS接地被雷电直接击中，要做到一下几点：通信电缆要最大程度的使用光纤材料，同时，设置浪涌吸收系统来对那些仪表的信号线和特殊材质的通讯线路进行保护；在设计施工阶段，对两者相关的电源线路以及信号线和避雷引下线保持一个安全的距离。总接地端和接地体的子连接点，雷引下线与接地体的连接点，之间距离要大于2 米。通过以上两点可以实现DCS接地系统和设计仪表再泄放电流时的降低，避免电位差造成的反击。
四、结语
水利工程电气自动化系统防雷是一项复杂的工程，涉及很多知识，而且防雷系统的完善必须要每一个环节都仔细研究，避免差错导致防雷系统无法达到理想效果，避免水利单位的经济损失。因此，要深入进行自动化系统防雷装置研究，提出最优化的防雷系统设计方案，为施工前线人员提供强有力理论支持。
参考文献
[1] SL61-2003，水文自动测报系统规范[S].北京：中国水利水电出版社，2013.（5）
[2] 河南黄河水文勘测设计院.小花间暴雨洪水预警预报系统[Z].2012.（9）
[3] 郭荣祥.结合雷击事例完善信息系统防雷保护[J].建筑电气.2013，（2）.
[4] 杨金夕.防雷接地及电气安全技术[M].北京：机械工业出版社，2014.（12）
[5] 防雷减灾管理办法[S].2000.6
（作者身份證号码：64222119810729293X）
关键词：水利工程；雷击；措施
一、水利工程建立防雷系统的必要性
随着计算机技术、控制技术、通讯技术、显示技术的发展和广泛应用，加之国家对水利工程加大投入力度，目前我国很多水利工程都在使用自动化控制系统，比如很多小型水电站的自动化控制普遍采用由工业计算机和可编程控器PLC组成的集数据采集、过程控制和信息传送于一体的监控网络。这些设备对水利工程的运转起到很大作用，提高了水利工程的管理水平以及提供更准确的数据和信息，但是因为采用高度集成化的CMOS电路和LCU单元，所以应对瞬间过电压表现出较弱的承受能力，于是造成了容易受到雷电损害
山区、树林等雷电高发区一直是水利工程的所在地，这些水利工程在特殊的地理位置下，自动化的系统很容易遭到雷击，导致设备损坏，造成经济损失。所以，对水利工程自动化系统必须采取系统的、综和的防雷措施是非常必要的。
二、主要的雷击危害形式
（一）直接雷击的危害。地面上的人、畜、建筑物、电气设 备等直接被雷电击中，叫做直接雷击。发生直接雷击时，特 大的雷电流（几十至几百千安）通过被击物。在被击物内部产生高达几万度的雛，使被击物起火燃烧，使架空导线溶化等。
（二）感应雷的危害。雷云对地放电时，在雷击点主放电的 过程中，位于雷击点附近的导线上，将产生感应过电压，过 电压幅值一般可达几十万伏至几百万伏，它能使电力设备绝 缘发生闪络或击穿，造成电力系统停电事故，电力设备的绝 缘损坏，使高电压窜入低压系统，威胁低压用电设备和人员 的安全，还可能发生火灾和爆炸事故。
（三）雷电侵入波的危害。雷电侵入波是指落在架空线路上 的雷，沿着线路侵人到变电所（站）或配电室内，致使设备或人遭受雷击。
（四）雷电感应。雷电感应分为静电感应和电磁感。静电感应是由于雷云放电后，地面的凸出物体的上层感应到异性电荷并失去了束缚流窜出来，并随着雷电的电波一起传导，从而造成设备的损坏。而电磁感应是由于在雷电放出后在四周形成强大的电磁场，金属导体感应到这种磁场的变化，对人体再次放电，就造成电气设备损坏。
三、水利工程电气自动化系统的防雷措施
要使建筑物内部设备不受雷电损害的根本办法，就是使建筑物具有一套完善的防雷设施，为了实现其对不同雷害的防护目的，必须采用接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施。建筑物的防雷设施应包括接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器等技术环节。有效利用建筑物架构相互焊接成网，做好笼式屏蔽和等电位处理。在此针对水利工程自动化系统的防雷主要做好以下三方面的措施。
（一）自动化设备接地设置。在设备的二次接地工作中，接地系统设计时一般要满足屏蔽、逻辑、保护、信号、防雷等条件下进行接地。所以，接地系统设计在同时满足这些条件时要尽量的降低系统的电阻。根据自动化系统的接地标准和相关的防雷规范要求，对接地的电阻和接地系统的电阻值进行严格控制。如在铺设某水闸一次电网时，至少设计两条互不干扰的地线接到主控楼，接地铜排在二次系统屏柜中要针对性设置。这样即使在遭受雷击时，也不会造成自控系统的相互对抗。
（二）相等电位连接。在新的电力环境下，要将系统的金属器件进行电压等位连接，让系统电位形成一个不被阻断的整体，这样暂态电位差就不会出现。对一些水利工程遭受雷击的事件进行分析，发现原因是暂态电位压与附近的路径和金属导体之间形成电位差造成金属导体被穿破而开始放电。所以，要加强这方面的管理，在等电位连接的情况下让各个金属器件能达到低压均衡的状态，以避免暂态电位差对自动化电子设备的影响，从而实现防止雷击保护自动化设备的目的。
（三）针对感应雷与直击雷设计防雷措施。
利用水利工程屋顶的避雷带、网和四周建筑体内的柱钢筋作为引下线，以及梁钢筋相互焊接，实现建筑物内部的水管、金属管道等金属构件的良好的电气连接，使水利工程建筑形成了一个防电网。一方面疏导雷电流，另一方面使整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体，由于接地体面积大，大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线，由于引下线多，分流效果好，可大大减少了各引下线的电流值。
在现实中出现过多起水泥厂设计仪表以及DCS接地遭到雷击的事件，要避免设计仪表和DCS接地被雷电直接击中，要做到一下几点：通信电缆要最大程度的使用光纤材料，同时，设置浪涌吸收系统来对那些仪表的信号线和特殊材质的通讯线路进行保护；在设计施工阶段，对两者相关的电源线路以及信号线和避雷引下线保持一个安全的距离。总接地端和接地体的子连接点，雷引下线与接地体的连接点，之间距离要大于2 米。通过以上两点可以实现DCS接地系统和设计仪表再泄放电流时的降低，避免电位差造成的反击。
四、结语
水利工程电气自动化系统防雷是一项复杂的工程，涉及很多知识，而且防雷系统的完善必须要每一个环节都仔细研究，避免差错导致防雷系统无法达到理想效果，避免水利单位的经济损失。因此，要深入进行自动化系统防雷装置研究，提出最优化的防雷系统设计方案，为施工前线人员提供强有力理论支持。
参考文献
[1] SL61-2003，水文自动测报系统规范[S].北京：中国水利水电出版社，2013.（5）
[2] 河南黄河水文勘测设计院.小花间暴雨洪水预警预报系统[Z].2012.（9）
[3] 郭荣祥.结合雷击事例完善信息系统防雷保护[J].建筑电气.2013，（2）.
[4] 杨金夕.防雷接地及电气安全技术[M].北京：机械工业出版社，2014.（12）
[5] 防雷减灾管理办法[S].2000.6
（作者身份證号码：64222119810729293X）