船闸系统防雷措施分析

◎阚国春

雷击产生的危害巨大，可见雷击闪电能够对建筑物、设施设备以及人体造成严重的损伤，不可见的感应雷也能够对一定范围内的电子信息设备、智能设备等造成严重的损害，船闸系统中具有较多电子设备，这些电子设备的过电压耐受能力比较弱，受到雷电冲击后，会造成一定的系统瘫痪事故，造成严重的损失，所以一定要做好船闸系统的防雷措施。

一、船闸系统的主要雷电危害

雷电会给船闸系统带来严重的危害，且会根据雷电形式的不同产生不同的危害，由于雷电发生形式的不确定性，导致仍然无法完全防止雷电给船闸系统造成的危害，只能采取防雷措施降低雷电危害的严重性。雷电危害有三种表现形式：一是直击雷危害，所指的是直接作用在建筑物或者人体上的雷电，通过电效应以及热效应给被击中的物体造成损伤。二是感应雷危害，这种雷电危害的发生几率要大于直击雷，但是造成的损害程度低于直击雷。感应雷是由于雷云在对地面进行放电的时候，在地面四周的电线或者信号传输线路等电力设备装置与其产生了电磁反应，进而给电子设备或者电力线路造成损害，可能会导致部分地区突然停电。三是由雷电过电压引起的电涌对船闸系统造成的危害，会给用电以及供电设备造成严重的损坏。当在电涌时会产生较强的脉冲信号，脉冲信号一旦侵入到电子设备的数据库，就会损害设备中的存储信息，影响设备的正常工作，损害电子设备的元器性能。电涌也会影响配电变压器的正常工作，当雷电击穿低压配电线路后，会给配电变压器的低压侧绝缘造成损伤，当产生电磁耦合反应后会损害配电变压器的高压侧绝缘。如果雷电击穿的是高压配电线路，则会给避雷器造成影响，进而导致绝缘被击穿。

二、船闸系统防雷措施

（一）外部防雷措施

主要有三种方式：一是接闪器，其作用是为了接住空间的闪电，然后通过引下线的形式将其引入到地下进行释放。在选择接闪器期间应当按照所需要的防雷等级进行选择，同时考虑到船闸系统的自身特点，具体包括避雷网、避雷带等。也可以在接闪器的保护区域之外放置金属设备，让金属设备和船闸的防雷系统进行连接，形成一个完整的导电系统。二是利用引下线进行外部防雷，引下线的方法有两种，分别是将混凝土中的钢筋以及独立金属导体当做引下线。三是利用接电装置来防雷，是指埋在地下的金属体，闪电经过接电线送到接地装置上释放，接地装置的材料有镀锌的角钢、钢管，将接地装置埋到地下80 厘米以下，能够有效保障防雷效果。

（二）内部防雷措施

主要有四种：一是防止侧击雷，应用避雷针能够接取空间垂直落下的闪电，但是侧方的闪电仍然会从其他方向击中船闸系统的其他位置。因此不能只依靠避雷针来进行防雷，应当重视预防侧击雷所带来的危害，把在船闸系统周围的金属物品和防雷装置连在一起，例如栏杆等。二是防雷措施主要利用等电位连接的方式来防止雷电危害，可以有效降低在内部防雷空间中金属物品和船闸系统之间产生的电位差。当船闸系统遇到直击雷之后，会引入大量的雷电电流，当电流通过引下线的时候会引起剧烈的电磁场变化，容易导致处于相邻的导线也受到雷电过电压的影响，进而引入雷电给船闸系统造成损伤。所以一定要在系统设备集成电路中建立电位连接来减少电位差，保障网络设备的安装与使用。等电位连接的方法有两种：一种是用导线把防雷空间内的各种金属部件相连接，使其成为一个整体的导电系统，可以有效防止出现感应雷电过电压现象。另外一种是针对建筑物展开防雷措施，则需要将支撑建筑物的基础钢筋进行焊接，将焊接后的导电系统和共用的接地装置连接。三是利用屏蔽弱电设备的方式来减少雷电给船闸系统带来的雷电干扰。要根据防雷区各种设备的要求，将重要的设备放在中心部位，然后用屏蔽电缆连接电子设备，并与防雷接地进行等电位连接。四是浪涌保护器，发生雷击之后受到感应作用，会使船闸电路系统产生浪涌电流破坏电路，所以一定要安装电涌保护器，电涌来临后，电涌保护器可以进行钳压以及泄流处理。根据船闸系统中电气设备的布局特点，需要按照三级式的方式安装电涌保护器：一级电涌保护器可以安装在船闸配电室总配电柜内部的总电源的进线位置，二级电涌保护器可以安装在船闸集中控制室等后续的配电箱之中，三级安装在船闸系统的微电子设备中，进行防感应雷保护，例如：电子设备的插座箱里。

（三）视频监控系统防雷措施

首先需要做好前端设备的防雷措施，前端设备分为室内分布和室外分布。室外分布容易受到直击雷的影响，需要做好接地处理，室内前端设备遭受直击雷的几率较小，但是容易受到雷电过电压的影响。前端设备需要处于避雷针接闪器的保护范围当中，如果摄像器处于独立架设状态，应当使接闪器和摄像机之间的距离维持在3m 最为适宜。当一旦受到雷电危害之后，可以将接闪器放在摄像机的支撑杆之上，避免出现电磁感应。为了避免有雷电波进入到船闸系统的前端设备，可以安装避雷器装置。在实际的雷电危害事故中，因为感应雷电过电压所导致的事故几率更大，因此需要对传输线路进行有效的防雷措施。在布置传输线路的过程中，可以使用穿金属管埋地的形式进行布线，在布线时要注重在金属管的两端处进行有效的接地处理。穿金属管埋地的布线形式可以削弱雷电危害时所产生的电波，防止电子设备受到电波的损伤。最后需要对终端设备采取防雷措施，需要考虑到多种防护措施。视频监控系统的防雷核心在于对监控中心进行防雷，同时也是船闸监控系统防雷措施设置的核心。当安装船闸监控设备的时候，尽量不要放置于窗户旁边和顶楼，利用综合避雷的手段来达到防御雷电危害的目的。

（四）其他控制系统防雷措施

消防系统防雷保护，其主要保护的设备是消防集中控制屏，要对集中控制屏电源安装防雷器，使用防雷装置对信号实施防雷保护。同时船闸的网络系统需要做好防雷保护，当前光纤作为船闸网络传输主要光介质，受到雷电危害的几率较小，只要确保光纤系统两端接地即可，对光端机外壳进行实施等电位连接。由于船闸系统电话较少，但是分布范围却较广，因此将串联的防雷器放置在电话前端即可，这就可以完成电话系统的防雷保护措施。船闸系统中需要利用音响系统来进行消息的传递，应当对音响系统实施有效的保护措施，音响系统的保护主要分为两个部分：一部分是音频解析设备，另一部分是音频播放设备，音频解析设备需要安装防雷器，使其从防雷插座上取电，音频播放设备就近做好等电位连接即可。

三、结束语

综上所述，做好船闸系统的防雷措施尤其重要，对船闸系统的稳定运行具有较大的保护作用。通过防雷措施的实施能够保障船闸各个系统不会受到雷电的破坏，减少了船闸系统出现安全隐患的几率。在最大程度上排除可以引起雷电袭击的因素，保障船闸系统的安全稳定运行。