关于水利工程电气自动化系统防雷措施分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

关于水利工程电气自动化系统防雷措施分析

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：郑春地1 余佳喻2

[导读] 摘要：随着我国经济的发展和科学的进步，我国在经济上也取得了很大的进步，随着城市化进度加快我国的建筑行业也随之发展，为了使得人们有着更好的生活环境，也为了人们的生活更加方便快捷。

        1.长江水利委员会陆水试验枢纽管理局湖北赤壁 437300
        2.武汉市陆水自动控制技术有限公司湖北武汉 430000
        摘要：随着我国经济的发展和科学的进步，我国在经济上也取得了很大的进步，随着城市化进度加快我国的建筑行业也随之发展，为了使得人们有着更好的生活环境，也为了人们的生活更加方便快捷。改革开放以来我国建立了很多水利工程，尤其是工程取得了重大成就，水利工程的建设规模往往很大。随着科学技术的不断进步和创新，我们在水利工程中所投用的电气自动化系统也越来越多，它使得我国水利工程良好发展，但是在使用电气自动化设备的同时也会出现一些问题，水利工程在电气化自动设备发挥作用的同时，如果遇到雷雨天气，很可能遭到雷击的袭击，使得整个电气化自动系统瘫痪，从而导致很严重的经济后果，使得大面积的地方出现断电的情况，因此我们要重视对于水利工程的防雷，为了水利工程的健康发展，本文将研究水利工程中自动化系统防雷的措施，分析各种雷电的类型，并对其采取有效的措施，推动我国水利行业的稳步发展，同时也希望为后续的水利工程分类提出相关的建议和参考。
        关键词：水利工程；电气化系统；防雷措施
        引言：
        水利工程的自动化系统一般是分为控制系统，监测系统以及通讯系统，任何一个系统出现故障都会使得这个电气化系统无法正常运行。这些系统在运行的过程中需要正常的电流，如果相关的电压和电流出现了问题，就可能使得整个电气工程瘫痪，如果遭到雷击也会使自动化系统受到损害，因此我们针对这个情况，要采取措施对雷电进行有效的回避，进行防雷综合考虑，解决电气自动化系统与雷电的问题。
        1 水利工程防雷的必要性
        水利工程通常会推动当地的经济发展，因此水利工程对于社会的建设和经济发展来说有着重要的作用，目前我国在很多地方建立了各种规模不同的水利工程，政府也积极配合，在水利工程投入了很大的资金，通常这些水利工程都是建在比较偏远的地区。工程是建在山林或者河流地区，水利工程的建造一般对环境的要求比较严格，通常建造在地势落差大的地方，这样才能够利用势能进行发电，而树林茂密的地区以及水流较多的地方，更容易遭到雷电的冲击，因此在水里工程的建设完以后，我们要对水利工程设施进行保护，如果受到雷电的冲击会使系统瘫痪，影响水利工程的正常运行，因此我们必须采取有效的防雷措施。
        2 雷击类型
        2.1直击雷
        直击雷是所有雷当中破坏能力比较高的一种，如果打在了人或是动物的身上，会造成致命的伤害，直击雷一般都是在高空的云层中形成，而直击雷的目标往往是地球上比较突出的金属物体，因为金属更容易导电，并且如果金属出出差比较空旷的地区以及有一个比较高的位置，就容易和天空中的雷发生感应。一旦积累起来就会与水利工程的自动化设备相连接，直击雷中的电流就会超过电水利工程自动化设备所能承载的电流，会使得水利工程的电气自动化设备受到破坏，一般来说直击雷的电流量比较大，如果顺着设备传入地下会形成更大的电压，造成更大的破坏。
        2.2球状雷
        球状的绝大部分是在雷雨天气中形成的，如果出现雷雨天气就很大可能会发生雷击的情况，通常直击雷在发射之前会产生刺眼的光芒，叫球状雷是因为球状雷的形状像一个火球一样，发出红色或者白色的光芒，在水利工程的建筑中，通常会有门窗以及烟囱这些设施，球状雷为通过这些地方对电器设备进行破坏，与直击雷相比，虽然没有直击雷的能量大，但是球状雷所带来的危险会更大一些。
        2.3雷电入侵波
        雷电通常是在天空形成，在春季或夏季最容易出现雷电，雷电在打击的过程中会出现刺耳的声音，同时也伴随着大量的电流，这些电流会经常会产生雷电入侵。如果这些电流传入地下以及传入金属管道，如果再传入了水利工程的自动化设备中，就会使得水利工程的电气自动化设备绝缘性远远减弱的情况，甚至可能是水利工程设备的绝缘性消失，如果该电流在水利工程的设备中来回流通，在低压与高压之间自由通行的时候，很容易发生触电的情况，使得水利工程的设备被破坏，从而造成非常严重的经济损失。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.4雷电感应
        通常电流与导体之间会形成一种化学效应，这种情况被叫做雷电感应，累点感应比较常见的类型，一种是电磁感应，是磁铁和电场的感应，第二种就是静电感应，静电感应可以在我们的日常生活中就能看见，特别是在冬天，当出现静电感应时，地面一定会有比较突出的金属物体，该物体能够感应到电荷与天空中有雷电相互吸引，雷电的电波就可以通过该物体进行传导电流，从而出现对水利工程电气自动化设备的破坏，电磁感应常在感应过程中会出现火花，对设备造成不可逆反的损害。
        3 防雷措施
        3.1采用瞬态二极管
        瞬态二极管的独特结构以及其独特的材料组成使得瞬态二极管成为一个高效的电路保护器，瞬态二极管能够对高功率电压进行吸收。如果电路出现被雷击中的情况，瞬态二极管会受到剧烈的冲击，但是瞬态二极管两端的方向是相反的，受到雷电的冲击之后，瞬态二极管的高阻抗瞬间变成低阻抗把几千瓦的功率吸收，使电路的电压达到平衡，从而保护电路中的各个元件，避免浪涌电流对水利工程的期间进行破坏，把瞬态二极管放在电源线或者信号上，就能够有效防止出现静电使电源开关产生噪音而导致失灵；静电放电所放出来的脉冲可以高达60安电压超过1万伏，持续时间最长能够到达10秒钟，对于一般的电阻器来说，超过30毫秒的10伏脉冲就会使其受到损坏，而瞬态二极管在这种情况下能够吸收强大的脉冲，消除线路之间的干扰。
        3.2过电压保护
        雷电入侵顺着地面线进入室内以后，会使电源的电压在短时间内快速升高，从而破坏电压所接到的设备，尽管很多的电源都安装了压敏电阻，要想保护电源不背雷电击坏还是很困难，我们可以采取有效的保护措施4级保护，通常有4个层次，第1级我们可以用三级气体放电管，三级气体放电管可以限制能量较大的雷电，使之承受更大的电压和电流，第2级用限流模式，第3季用压敏电阻，最后一级我们可以采用瞬态二极管，通过这4个级别的保护可以有效使地使电气制动化设备有更安全的运行环境，从而保护水利工程的设备。
        3.3三合一防雷器
        三合一防雷器又叫组合防雷器，也有人称之为多功能防雷器。这种防雷器包含了电源防雷器、控制线防雷器以及视频线路防雷器，在结构上通常采用的是串联模式，在使用过程中，我们将其与地面进行接通，如果有雷电冲击，该雷电就可以通过这个防雷器把雷电从天空中导入地下，使得雷电对电子设备不产生破坏。
        3.4做好综合防雷措施
        一般来说电压与电阻成正比关系，接地的电阻越小电压就越低。因此为了合理有效的防雷，我们要尽可能降低接地电阻的大小，从而有效地防雷，通过上文所采取的接地措施和其他的保护措施之外，我们还可以在其他位置上放置相关电阻进行防雷保护，同时我们还可以在远程终端单元上安装电压保护器，实现对终端设置的保护，都要安装变压器对水利工程的设备进行全方位的保护，近期以来凡是采用这些接地措施和保护方法的水利工程都没有出现过事故，雷电对其没有造成危害。
        4结束语：
        综上所述，我国水利工程的电气自动化系统的运作，对我国经济发展和社会进步有着重大的意义，因此我们必须对水利工程的自动化系统进行保护，促进水利工程的整体运行。自从水利工程运用了自动化的系统，水利工程的工作效率就提升了很多，并且水利工程在发展过程中也趋向于智能化、简单化，减少了对于人力资源的消耗，我们就要合理的利用相关电阻，比如说瞬态二极管对电源电压进行保护，使用三合一防雷器对水利工程的自动化设备保护，采用多种手段高效的防雷措施，保证水利工程的顺利运行。
        参考文献：
        [1]贺欣欣.水利工程电气自动化系统防雷措施的应用研究[J].电力讯息，2018，11：95-96.
        [2]薛权翌.水利工程电气自动化系统防雷措施分析[J].水利工程，2018，19：167-168.
        [3]张金凤.水利工程电气自动化系统防雷措施分析[J].科技信息，2011，21：35-36.