污水處理廠中自動化系統(tǒng)防雷探析

趙曼

摘 要：在污水處理廠的自動化控制系統(tǒng)中，控制站一般都會安置在構筑物里面，電纜也有比較好的防護措施，因此，控制站和電纜遭受直接雷擊的概率比較小，在整個污水處理廠自動化系統(tǒng)中，一般最容易發(fā)生感應雷，雷電波以電源線和通信線或者是信號線為媒介入侵，給電源或者是通信模塊造成很大的損害，從而導致整個污水處理廠自動化系統(tǒng)難以正常運轉甚至是系統(tǒng)癱瘓，不僅僅大大增加了系統(tǒng)維修護理費用，更會大大的影響了污水處理的周期，帶來巨大的經濟損失和環(huán)境破壞，筆者將從自控配電系統(tǒng)防雷、自控系統(tǒng)網絡通信線路防雷、控制站構筑物防雷、合理接地等幾個方面，著重闡述了污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的綜合防雷措施。

關鍵詞：污水處理廠；自動化系統(tǒng)；防雷措施；探究

1 前言

近些年來，我國的經濟取得了輝煌的發(fā)展成果，但由于經濟增長方式和經濟結構不合理等多種因素的影響，在經濟發(fā)展的同時也造成了比較嚴重的環(huán)境污染，比如水資源污染，加強對污水的處理，不僅僅是環(huán)境保護的客觀需求，更是促進資源循環(huán)利用的重要舉措。在污水廠中，由于對自動化防雷措施處理不當，造成了很多災害事故，造成了巨大的經濟損失和人員傷亡，因此，加強污水處理廠自動化系統(tǒng)防雷措施探究，做出合理的防雷措施，有助于污水處理廠的正常運行，有益于我國污水處理的效率。本文將對污水處理廠容易遭受得雷電種類做出簡述，并全面深入探究污水處理廠具體的防雷措施。

2 四種常見的雷電對污水處理廠自動化系統(tǒng)的危害分析

2.1 直擊雷

直擊雷在發(fā)生時候可以讓巨大的雷電電流侵入地表，使得被雷擊的地方接觸的到的各種金屬產生很高的對地電壓，很容易發(fā)生觸電事故的發(fā)生。同時，由于直接雷擊釋放出的電流巨大，沖擊電壓很容易讓電力變壓器和發(fā)電機發(fā)生燒毀，也可能造成電線燒毀，或者斷裂，因而產生停電，甚至誘發(fā)火災，因此，這種雷電的毀滅性巨大，造成的損失嚴重。

2.2 球形雷

球形雷出現(xiàn)的次數(shù)少而不規(guī)則，因此取得的資料十分有限，其發(fā)生的原理現(xiàn)在還沒有形成統(tǒng)一的觀點。球形雷能從門、窗、煙囪等通道侵入室內，極其危險。

2.3 雷電感應，也稱感應雷

雷電感應分為靜電感應和電磁感應兩種。巨大雷電流在周圍空間產生迅速變化的強大磁場；這種磁場能在附近的金屬導體上感應出很高的電壓，造成對人體或者設備的二次放電，從而損壞電氣設備。

3 污水處理廠自動化系統(tǒng)防雷措施探討

污水處理廠自動化系統(tǒng)對整個污水處理廠的正常運行有著至關重要的作用，同時，污水處理廠的自動化系統(tǒng)設備也是極其容易發(fā)生雷擊事故的環(huán)節(jié)，因此，根據(jù)雷電的不同特點和造成損害的不同方式，科學做好防雷措施，是保證整個污水處理正常進行的關鍵。筆者以為，有以下幾個方面的措施。

3.1 建立健全科學合理的整體防雷系統(tǒng)

從整個污水處理廠的自動化系統(tǒng)而言，要做好防雷措施，首先要從整體上做好防雷規(guī)劃，從內到外，做到防雷措施的全面覆蓋。整體而言，外部可以可以安裝避雷針，接閃器等，避免雷電直接打擊污水處理廠外部建筑，引起火災或者事故。同時，內部要做好電磁屏蔽、等電位連接、共用接地系統(tǒng)和浪涌吸收保護器四個子系統(tǒng)，通過它們可以將引人建筑物內的浪涌電壓和浪涌電流瀉放到大地，并將其鉗位在一定的電壓范圍內，以完善地保護電氣設備。從整體上做好防雷規(guī)劃，內外覆蓋，這是采取具體防雷措施之前的基礎性工作。

3.2 實施多級保護措施，做好配電系統(tǒng)的防雷

污水處理廠的配電系統(tǒng)是保證整個污水處理正常運轉的關鍵部分，而配電系統(tǒng)也是容易遭受到雷電襲擊的部位之一。因此，做好配電系統(tǒng)的防雷措施，是整個防雷系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。雖然目前很多污水處理廠都會在配電系統(tǒng)的進線處安裝避雷器，避雷帶等防雷器件，但是，經過很多次實踐證明，單一的防雷措施或者是防雷器件難以真正保障配電系統(tǒng)的正常運轉，當雷擊降下時候，污水處理廠的自控設備的電源機盤依然會受到電擊而產生損壞。在對配電系統(tǒng)防雷時候，要據(jù)實際情況做好多級防護措施。

首先要在變壓器二次側安裝好各種防雷裝置，讓外線產生的電壓可以迅速得到釋放。其次，要在各個控制站PLC專用隔離變壓器前，主要是釋放外線殘壓，和配電線路上感應出的過電壓和其他用電設備的操作過電壓。同時，要科學設計安裝好隔離變壓器，加大對各種電磁干擾的處理力度，減少雷電波誘發(fā)的雷擊事故。最后，要在PLC專用電源模板前安裝好保護措施，以便用最短的時間讓前面的殘壓得到釋放，應盡可能從總配電柜開始將自控系統(tǒng)的電源線單獨布排。各級防雷器應盡量靠近被保護設備，以避免雷電侵入波發(fā)生全反射。

3.3 做好通信線路的防雷措施

在污水處理廠的自動控制系統(tǒng)中，多會使用的特制屏蔽雙絞線作為通信線，這種通信線一般都會采用穿管直埋的安裝方式，雖然有著雷電對通信線的感應電壓不高的優(yōu)勢，但通信線進入到計算機通信的接口，卻是一個很容易發(fā)生事故的環(huán)節(jié)，要根據(jù)通信電平和速率來合理選擇防雷器的類型。一般不會使用氧化物做防雷器。選擇好防雷器后，要將防雷器安裝在通信接口地方，到目前為止，采用光纖網絡是通信線路網絡防雷的良好措施。

3.4 控制站構筑物防雷

在污水處理廠中，控制站是保證整個污水廠正常運轉的中心。計算機設備，通信設備，各種儀器，線纜，電臺等都會集中在控制站，因此，控制站也是各種金屬材料使用較多的地方，發(fā)生雷擊的概率也更大一些。在污水處理廠的自動控制系統(tǒng)中，雷電一般都是通過感應雷的方式接觸到控制系統(tǒng)，由于控制站的重要地位，因此對防雷的要求也更為嚴格，要在控制站的各個部位都盡量多埋置一些避雷針，避雷帶，多設置安裝引下線，盡量多的設計雷電電流的分流路線，實現(xiàn)均壓等分的控制目的，大大降低雷電的感應能量。同時，控制站內部，各種自動控制設備要各種避雷設備的導地金屬體。

3.5 合理接地

合理的接地設計是整個污水處理廠防雷措施中的重要組成部分。在污水處理廠中，一般會有構筑物接地、配電系統(tǒng)及強電設備接地、計算機自控系統(tǒng)接地等三種接地方式，因此，科學設計，使得這三種接地方式之間互相配合，有助于大大降低雷擊通過接地網絡對系統(tǒng)的毀壞。以計算機自控系統(tǒng)為例，一般采用系統(tǒng)工作接地、直流工作接地、安全保護接地等幾種接地方式。在防雷措施中，要根據(jù)實際情況，將各種接地方式合理的組合，使得接地電阻值最小，取得最佳的效果。

4 結束語

污水處理廠自動控制系的防雷工作關系到整個污水處理的周期和進程，關系到我國污水治理現(xiàn)狀的改善，因此，加強對防雷措施的研究，從配電系統(tǒng)，通信線路，控制站構筑物等多方面由內到外做好科學合理防雷設計，并選擇好防雷器，做好布線工作，全面推進防雷工作的規(guī)范化，合理化，有著十分重要的社會經濟意義。

參考文獻：

[1] 孫海鯤.污水處理廠自動化系統(tǒng)防雷措施探討[J].中國水協(xié)設備材料委第一屆工作會議暨設備管理經驗交流會，2007.

[2] 孫海鯤.污水處理廠自動化系統(tǒng)防雷措施探討[J].設備管理與維修，2006（6）.