内蒙古城市供排水设施防雷装置现状及对策研究

王汉堃

(内蒙古自治区雷电预警防护中心，内蒙古 呼和浩特 010051)

供排水系统作为城市最为重要的公共基础设施之一，关系着广大人民群众的切身利益，一旦因雷击造成设备损坏，不但会对企业造成难以弥补的经济损失，同时也可能因突然停水引起更加严重的生产事故，带来难以估量的间接损失。为深入了解内蒙古自治区主要城市供排水系统防雷安全的现状，内蒙古自治区雷电预警防护中心技术人员通过实地走访、电话访谈、查找资料等多种形式对内蒙古自治区多个盟市的城市供排水系统防雷装置的设置、检测及日常维护等情况进行了调研。在此基础上，通过对供排水设施雷电灾害风险产生的主要原因进行深入的研究和分析，总结出了解决城市供排水设施防雷装置安全隐患的对策，为解决这一问题提供了思路和有效的途径。

1 防雷安全现状

1.1 城市供排水设施雷电灾害敏感性较高

目前，内蒙古自治区城市供水的主要来源以地表水为主。以呼和浩特市为例，呼和浩特市区的供水75%来自黄河水，由预沉厂将黄河水抽取入厂，经过初步沉淀、经过滤后进入金海调蓄水库备用，金河水厂将水库内的水抽取后进行进一步处理，再经过过滤、杀菌等多道工序后达到饮用标准。达到饮用标准的水由主泵站输送至市区内各个加压站，然后由加压站输送至用户。为弥补城市供水高峰期的用水缺口，呼和浩特还在市区内建有10座地下水厂，159眼水源井，这些水厂和水源井一般设置在市区的公园、绿地等周围空旷污染源较少的位置。不论取水方式是采用河水还是地下水，整个供水系统已经基本实现了自动控制和自动监测，在各个生产环节均设置有大量的传感、采集、自动控制等电子信息设备，容易受到雷击电磁脉冲的破坏和干扰，造成设备的损坏和误动作。例如，某水厂中心调度机按指定周期以轮旬选通的方式从分布在市区的管网测压点和各水厂的终端得到采集的数据，将数据进行显示、存储、分送各种外设并对数据进行分析判断是否发出控制指令和报警，但由于公司水厂至水源井距离较远，通信线路的架设借用了高压线杆，通信线路与高压线同杆平行敷设在高压线路下方3 m之处。由于线路基本都在空旷的原野上，周围没有高楼建筑很容易遭受雷击，因此在系统运行初期由于雷击就造成了微机调度系统损坏使得各管网测压点和各水厂的终端数据不能采集、传送给调度工作一度带来了一定的困难[1]。

在污水处理方面，由于城市污水的处理工艺差别较大，根据处理工艺的不同各个污水处理厂内的设施也有较大的差别。例如，呼和浩特市内目前现有大型污水处理厂5座，其处理工艺有的采用传统的沉淀、过滤、加药等物理化学手段，有的则采用了物理分离、生物降解等更为先进的措施。但不论是采用何种工艺的污水处理厂，包括以地表水作为取水方式的供水厂，其在净化和处理过程中均需要用到氯气、高浓度的甲醇、臭氧、氨气等化学制品，这些化学制品大部分由供排水企业在工业区内自己生产，即使不生产也会有大型的储蓄场所。这些化学制品的生产和储存场所绝大多数属于爆炸火灾危险环境，对于雷电敏感性和防雷装置的防护等级要求都比较高。

1.2 防雷装置未能达到预期防护效果

供排水企业在投入运营前一般均需经过完备的设计和验收流程，生产设施的防雷装置在设置上比较完备和合理。根据技术人员现场走访的几个水厂来看，其生产和配套设施的直击雷防护装置在装设之初符合规范要求，在供配电系统及重要设备的前端安装有适当的电源浪涌保护器，在部分控制及采集设备前端也配备有对应的信号浪涌器。

但是，供排水企业在防雷装置的日常维护方面存在较大的漏洞。在现场走访的过程中，调研人员多次发现防雷装置存在部分或者全部失效的情况，如部分避雷带断裂、倒伏等，电位连接装置已经腐蚀断开，浪涌保护器劣化失效或前端保护器断开等，而且在个别的厂区曾出现过由于雷击造成设备损坏从而影响生产的事故。防雷装置作为保证生产企业防雷安全的重要设施，其本身安全存在一定的问题，将给供排水企业安全生产、保障公共设施安全稳定运行埋下巨大的隐患。

1.3 重要生产区域雷击密度远高于周边区域

图1为利用2010年—2020年10年的闪电定位数据绘制的某水厂周边区域累计雷击大地密度，圆圈为水厂半径5 km的范围，从图上不难看出，在水厂周边有一部分区域的雷击大地密度明显高于周边区域，该区域的大部分与水厂的蓄水装置区重叠。通过对历年来闪电定位资料的研究发现，其他水厂同样也存在蓄水区域的雷击密度和强度远高于附近区域的现象。这是由于暴露在外的大型蓄水装置或者大面积的蓄水区域在一定程度会增加附近区域遭受雷击的可能性，由于供排水企业重要的生产区域不可避免地存在一定面积的蓄水装置，这就导致供排水生产设施较其他工业建筑面临更高的雷电灾害风险。

图1 某供水企业2010年—2020年累计雷击大地密度

2 防雷安全隐患原因分析

经过技术人员的深入分析，造成供排水企业存在防雷安全隐患的重要原因有以下几点。

2.1 防雷装置检测工作不够规范

造成供排水企业存在防雷安全隐患的主要原因是由于供排水设施防雷装置检测工作不够规范，没有达到保障防雷装置稳定可靠运行的目的。供排水企业防雷装置的维护方式主要是由具有检测资质的检测机构进行检测后，由供排水企业根据检测结果对防雷装置有针对性地进行维修和更换。根据现有情况来看，供排水企业的防雷安全检测工作绝大多数是通过公开招标低价中标的形式交由第三方防雷装置检测服务机构来完成。2016年6月，国务院下发的《国务院关于优化建设工程防雷许可的决定》(国发〔2016〕39号)中，明确要求“规范防雷检测行为，降低防雷装置检测单位准入门槛，全面开放防雷装置检测市场，允许企事业单位申请防雷检测资质，鼓励社会组织和个人参与防雷技术服务”[2]，自此大量社会企业快速涌入防雷装置检测市场，由于之前防雷技术服务长期处于相对封闭的市场导致社会上的技术力量非常薄弱，加之社会上一些个人和组织为了分享市场“红利”，部分具备防雷检测资质的机构为了拓宽业务范围、超资质检测，有的甚至通过开设分支机构挂靠防雷检测资质进行检测，导致防雷检测技术服务机构在数量上野蛮生长但在服务质量上却良莠不济[3]。事实上，目前城市供排水系统并没有相应的防雷装置检测标准，防雷装置检测工作面向市场放开时间较短，大多数防雷检测机构并没有足够的技术力量去应对缺乏检测标准的设施和行业。通过翻阅部分检测机构的报告发现，这些检测机构的报告普遍存在检测漏项、适用的检测规范不恰当、检测的依据不合理等诸多问题，并没有做到应检尽检，规范合理的检测要求。这样就造成了城市供排水装置虽然在建设之初有较完备的防雷设施，每年也投入一定的人力、物力进行检测和维护，但防雷装置运行的结果却不尽如人意。

2.2 供排水企业雷电灾害防范意识不强

供排水企业的雷电灾害防范意识不强，对防雷安全的各项工作普遍不够重视。在与供排水企业主管防雷安全部门的工作人员座谈中发现，防雷安全虽然已经纳入了企业安全生产的管理体系，但是在人员、经费及各部门的配合程度上明显较其他安全生产工作弱。个别负责安全生产的主管甚至认为内蒙古地处北方，每年雷雨季节较短，发生雷电灾害几乎是不可能发生的。

2.3 防雷安全监管不到位

监督管理部门对于目前供排水系统防雷安全的现状也有一定的责任。监管部门对于防雷安全工作监管的重点主要放在加油加气站、油气库、化工企业等具有爆炸火灾危险环境的场所，对于供排水企业和服务于供排水企业的防雷装置第三方检测机构的监督力度不足，在一定程度上也助长了供排水企业对于防雷安全工作的漠视和第三方检测机构不规范检测行为的出现。

3 防雷安全问题解决思路

3.1 提高供排水企业的防雷减灾意识

只有让企业自身认识到防雷安全是安全生产工作中的一项重要内容，雷电灾害的发生虽然较其他生产事故发生的概率低，且存在一定的随机性，但是安全无小事，一旦发生雷电灾害，造成的后果不堪设想。内蒙古虽然地处祖国正北方，属于温带大陆性气候，但年平均雷暴日28 d，经济较发达地区如呼和浩特市、乌兰察布市等地区更是多达35 d以上，均属于中雷区，每年平均因雷击造成的损失达千万元以上，企业自身要充分认识到防雷安全的重要性，从思想认识上纠正忽视防雷安全的错误观念，加大人员、经费等方面的投入，将防雷安全工作与其他安全生产工作同抓共管，才能减小甚至避免因雷电灾害对企业生产甚至公共事业造成不可挽回的损失。

3.2 防雷安全监管部门要切实做到监管责任

①监管部门应主动向供排水企业宣贯雷电灾害的危害和防雷减灾的政策、法规，适当地对企业负责防雷安全的管理人员进行有针对性的培训，如防雷应急的措施、防雷装置的基本维护知识、防雷检测报告的基本内容等，帮助企业提高防雷减灾的意识和能力。②监管部门要加大对为供排水企业提供防雷装置检测服务的第三方机构的监管力度，在适当的范围内提高对这类第三方机构检查的频率，对确实没有能力承担公共事业类企业项目的机构进行公示，为供排水企业在选择第三方检测机构时提供有效的依据。同时监管部门可以为第三方机构开展培训、提供指导性手册、派出专业技术人员进行现场指导等多种形式帮助第三方检测机构提升自身的检测能力，使防雷装置检测机构能够很好地承担起供排水系统的防雷装置检测工作。

最重要的是，在目前防雷装置检测行业现状的背景下，最行之有效的方法就是能够尽快颁布一部专门针对城市供排水防雷装置检测行为的标准，在标准中明确地提出对城市供排水系统防雷装置检测的内容、项目、依据及技术要求，让所有参与城市供排水设施防雷装置检测的机构和技术人员在检测过程中能够有直接参照的依据，从而有效地提高检测机构和相关人员的技术水平，对供排水设施的防雷装置检测做到应检尽检，规范合理，大大提高防雷检测工作的可靠性和科学性，从而确保城市供排水系统安全稳定的运行，为人民群众的生命财产安全和日益增长的美好生活保驾护航。