吴治国
天津滨海新区环塘污水处理有限公司，天津 滨海 300450
摘要：随着时代的进步，污水处理厂对于人们生活环境的改善作用愈发明显。与此同时，污水处理厂安全运行方面的问题也愈发突出，如何优化污水处理厂电气设计，利用相关技术实现雷电防护，是污水处理厂安全运行的重要内容。本文分析，污水处理厂防雷设计观念，介绍污水处理厂建筑物的内外部防雷策略，为完善污水处理厂电气设计中的防雷设计，提供参考建议。
关键词：污水处理厂；电气设计；防雷设计
前言：污水处理厂的环境一般远离市区，建筑物统一为钢筋混凝土结构。污水处理厂除了具备基础建筑以外，还包含了污水处理反应池、二次沉降池、浓缩池等污水处理设施。污水处理厂的安全运行方面，防雷设计是其中重要的环节。污水处理厂电气设计中的防雷设计，能够保障污水处理厂稳定运行、维护各类生产设备的安全、保障厂内工作人员的人身安全。污水处理厂要依据建筑物防雷设计规范，确定厂区的防护类别，分析厂区内防雷区域，采用合理的防雷策略优化厂区防雷设计，保障污水处理厂的运行安全。
一、污水处理厂防雷设计观念
污水处理厂防雷设计观念，要从设计规划及安装防雷装置两个方面，进行总体设计。针对污水处理厂建筑物，完善防雷设计布置，安装内外部防雷装置，同时要考虑建筑物的整体设计、安装需要，对防雷装置进行总体规划与考虑。此外，除建筑物外，还要考虑厂区附近的环境，做好系统的防雷规划。在安装防雷装置时，要考虑厂区的规划要求，同时要注意美观性与适用性。例如在安装避雷针塔时，既要考虑避雷针塔安装的位置，起到的防雷效果，又要考虑避雷针、避雷带、避雷网是否与建筑物立面相匹配，是否会对低矮建筑物造成影响等。根据每个污水处理厂的实际情况，防雷设计的实际内容会有一定的差别，要依据防雷分类。优选防雷策略，合理安装防雷装置，提升防雷效果。
根据《建筑物防雷设计规范》，对污水处理厂预计雷击次数进行计算，对厂内防雷区按照设计规范进行系统的划分。污水处理厂内的基础建筑物，办公楼、员工宿舍等为第一类防雷建筑物，该区域内的建筑物遭遇雷击、导走雷电流的情况稳定，电磁场强度稳定没有衰减。，厂区内部加氯间、沼气柜、沼气过滤间、沼气压缩机房、污泥消化池等易燃易爆危险场所，属于第二类防雷建筑物。本区域内的建筑物不会遭受大于所选滚球半径的对应雷电流直接雷击，预计雷击次数大于0.05次/a，属于火灾危险场所。污水处理厂内的建筑物防雷设计，需要考虑保护对象所对应的防雷区要求。
二、污水处理厂建筑物的内外部防雷策略
1.污水处理厂建筑物的内部防雷策略
1.1防雷等电位连接
当雷电流经外部防雷装置或建筑物其他导电部分时，可能会在建筑物内部产生火花放电。火花放电加剧了火灾风险。因此，内部防雷装置需要避免这类危险的火花放电，实现防雷等电位连接。防雷等电位连接，就是将内部防雷装置与多种接地物体进行相互连接，实现等电位。常用的防雷等电位连接装置，包括金属装置、建筑物内系统金属体，以及从外部引入建筑物内部的导电物体或导电线路。
防雷等电位连接可采用多种连接方式。总体来看，要满足以下几点连接要求。一是在自然等电位连接不足以满足电气贯通需要时，要采用等电位连接导体进行连接。二是在等电位连接导体直接连接不可行时，需要应用电涌保护器进行连接。三是在电位连接导体不能够进行直接连接的位置，可采用隔离放电间隙进行连接。
污水处理厂内，每个建筑物内部的接地装置连接不能够少于两处。针对污泥消化池、加氯间，需在防雷设计中强调防闪电感应的措施，进一步完善防雷等电位连接。
1.2电涌保护器防雷
电涌保护器，能够将电涌电流在最短的时间内释放出去，避免由于雷电产生的电压异常变化，限制了突变的电涌电压。电涌保护器通过有效的泄流作用，实现了对电气设备以及电气系统的保护。设置电涌保护器，对于外部防雷装置的电涌侵入以及内部防雷装置的等电位连接具有重要的作用。电涌保护器的安装位置，要依据雷击程度、污水厂与雷击点之间的距离、接地系统、接地方式等诸多因素进行综合考虑，污水厂可结合自身情况选择安装位置。当污水处理厂电气线路从户外引入时，需要在入口处设置入口级电涌保护器，一方面降低冲击电压；另一方面，实现外部雷电流的释放。如果电涌保护器的主要作用是保护厂区内电气设备，则需要将其安装在设备附近或布置在设备区域的中心位置。
选择电涌保护器时，要考虑电压保护水平、冲击通流容量、最大持续工作电压以及电涌保护器保护模式、模块数量与接法。选择的电涌保护器有效电压必须小于保护线路设备的耐充电压；电涌保护器必须承受安装点上预计的放电电流；最大持续工作电压最小值可依照《建筑物防雷设计规范》的规定取值。
2.污水处理厂建筑物的外部防雷策略
2.1接闪器
污水处理厂各类建筑物需要布置接闪器。接闪器包含接闪网、接闪带、以及接闪杆，沿着建筑物屋角、屋檐、檐角等易受雷击的部位进行敷设，组成防雷网格。接闪器的网格要与整个屋面组合在一起。针对污水处理厂内的第二类防雷建筑，接闪器网格不能够大于10米×10米或12米×8米。
2.2引下线
污水处理厂内建筑物，需要利用钢筋混凝土结构内的钢筋，设置专门的防雷引下线。每个建筑物的引下线数量不得少于两根。引下线的布置位置，要沿着建筑物四周，以及内庭院的四周均匀布置。设置引下线时，要通过引下线之间的间距，沿着周长，计算彼此之间的距离。引下线的距离要符合防雷建筑物类别要求。污水处理厂第二类防雷建筑物引下线距离不得大于18米，第三类防雷建筑物引下线距离不得大于25米。此外，引下线的设置还要考虑雷电的分流角度。如污水处理厂内各类建筑物已经设置自然引下线，可不必专设引下线。要考虑实际需要，优先考虑自然引下线的设置。
结语：雷电防护对于污水处理厂至关重要。在污水处理厂建筑物电气设计中，规划合理的防雷设计、实现防雷设计观念，应用各类污水处理厂建筑物的内外部防雷策略，能够提升防雷效果，降低雷击引起的设备故障概率，避免污水处理厂电气线路跳闸等问题，保障污水处理厂正常运行，维护污水处理厂生产安全。
参考文献：
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