水利工程电气自动化系统防雷措施浅述

孙建国

【摘 要】科技发展的产物就是电气自动化系统，近些年来，电气自动化系统在社会各个领域均有所普及应用，诸如水利工程，便可以借助电气自动化系统来使对水利设备运行状况的监视与控制实现。对于水利工程来说电气自动化系统的重要性可谓是不言而喻，一旦其出现故障将会带来巨大的损失。在现实运行中，水利工程的电气自动化系统常因雷电带来的破坏和干扰而无法正常工作，对此需要强化电气自动化系统的防雷能力。本文就具体研究了水利工程电气自动化系统防雷措施分析，希望这一研究能够为我国水利工程事业的更好发展带来一定启发。

【关键词】水利工程；电气自动化系统；防雷措施

引 文

对于水利工程来说，电气自动化系统包括的控制系统、监测系统、通讯系统等都关系着其日常运行能否实现顺利展开，但由于这些系统中的设备往往因工作电压与信息电流微小的原因极易受到强烈磁场的影响，使得雷电往往会对我国当下水利工程中的电气自动化系统带来极为严重的破坏，尽可能避免这一破坏的发生，正是本文就水利工程電气自动化系统防雷措施分析展开具体研究的原因所在。

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）雷电侵入波

雷电产生的电流除了流入地下，还会进入输电线路、金属管道，借由金属的电流传导作用到达自动化设备中，使电气设备自身的绝缘消失或严重削弱，高压与低压之间流通，发生触电事故。

（四）雷电感应

静电感应、电磁感应是两种常见的雷电感应类型，而雷电感是指雷电形成后与导电物体之间形成了“感应”，自动化设备的金属零件出现火花，致使设备损坏。静电感应是指地面突出物体的表面感应到雷云放出的电荷，二者之间的电荷呈异性相吸状态，表面的电荷摆脱了物体原有的束缚，随雷电电波一同传导、流窜出来，在这个过程中损坏了自动化设备。电磁感应是指金属导体在感应到云层放出雷电后在周边形成的、较之前发生明显变化的强大电磁场，磁场的产生会引动电能势，诱发电磁脉冲干扰，进而损坏自动化设备。

二、水利工程电气自动化系统的防雷措施

结合上文内容我们能够较为深入的了解本文研究的重要性，而为了能够更好的完成本文研究，我们还需要明晰水利工程电气自动化系统的防雷措施，结合相关文献资料与自身实际工作经验，笔者将其总结为瞬态电压抑制器-TVS管应用、UPS过电压保护、三合一防雷器应用、接地和屏蔽四个方面。

（一）瞬态电压抑制器-TVS管应用

对于瞬态电压抑制器-TVS管应用的水利工程电气自动化系统防雷措施来说，这里提到的瞬态电压抑制器-TVS管本身属于一种二极管形式的高效能保护器件，这一器件能够在相关电气自动化系统遭受雷击时以10-12秒量级的速度将自身两级的高抗组变为抵抗组，这就使得雷击带来的浪涌功率将由此实现较好吸收，电气自动化系统中的精密器件自然将得以实现较好保护。对于瞬态电压抑制器-TVS管来说，其本身具备着防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲、有效吸收会造成器件损坏的脉冲、避免数据及控制总线受噪音干扰等优势，而这些优势就使得瞬态电压抑制器-TVS管能够较好服务于水利工程电气自动化系统微电子设备的过压保护。

（二） UPS过电压保护

对于水利工程电气自动化系统的防雷措施来说，UPS过电压保护同样属于较为常见的措施之一，不过在笔者就UPS过电压保护展开的具体调查研究中发现，单纯装有压敏电管的UPS在很多时候无法满足水利工程电气自动化系统的防雷需求，为此笔者建议在电气自动化系统防雷保护中采用四级保护模式，即使用三极气体放电管、限流模块、压敏电阻、TVS管组成四级保护，这样以往UPS较为容易因雷击破坏的问题就将成为过去，其本身也将更好服务于水利工程电气自动化系统防雷保护。

（三）三合一防雷器应用

对于水利工程电气自动化系统的防雷来说，三合一防雷器的应用同样能够较好满足这一防雷需求，而这里提到的三合一防雷器本身也可以称之为监控多功能防雷箱。对于这一三合一防雷器来说，其本身能够较好服务于室内外监控设备的雷击电磁脉冲保护，不过这一保护的实现需要做好三合一防雷器的接地，这点需要引起我们重视。

（四）接地和屏蔽

除了上述几方面措施外，接地和屏蔽同样属于我国当下较为常见的水利工程电气自动化系统防雷措施，二者本身属于水利工程电气自动化系统防雷的最基本手段。在接地中，这一措施要求水利工程在经济允许范围内尽可能降低接地电阻；而屏蔽措施则需要将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点相连，这样能够较好避免雷电电磁对水利工程电气自动化系统造成的侵扰，通过两种重要的防雷措施，我国水利工程电气自动化系统的防雷就将得以更好实现。

三、结语

在本文就水利工程电气自动化系统防雷措施分析展开的研究中，笔者详细论述了水利工程电气自动化系统防雷的必要性，并提出了四方面水利工程电气自动化系统的防雷措施，结合这一系列论述我们能够直观认识到水利工程电气自动化系统防雷的重要性，希望这一认知能够为我国水利工程事业的更好发展带来一定启发。

参考文献：

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