水利系統(tǒng)防雷，如何做好洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的雷電防護和防雷接地

盛夏（6月至8月），中國南北方均有多雨區(qū)，以北方多雨區(qū)為主；黃河中游、海河部分水系、松花江可能發(fā)生較大洪水，珠江、太湖、遼河可能發(fā)生超警洪水，長江、淮河可能發(fā)生區(qū)域性暴雨洪水。7月20日，一場極為罕見的特大暴雨襲擊鄭州，形成嚴重內(nèi)澇，使得整個城市變成“水澤國”，民眾生活停擺。7月21日18時，水利部和中國氣象局聯(lián)合發(fā)布紅色山洪災(zāi)害氣象預(yù)警。預(yù)計21日20時至22日20時 ，河北西南部、山西東南部、河南北部等地部分地區(qū)發(fā)生山洪災(zāi)害可能性大（橙色預(yù)警），局地發(fā)生山洪災(zāi)害可能性很大（紅色預(yù)警）。8月11日21時浙江省水文管理中心發(fā)布嘉興站洪水橙色預(yù)警：受冷空氣和暖濕氣流交匯影響，杭嘉湖地區(qū)近8小時集中降雨量30毫米，嘉興站將發(fā)生橙色預(yù)警級別的洪水，預(yù)警時間范圍8月11日至13日，影響范圍杭州市、嘉興市、湖州市。

其他地區(qū)，例如湖北孝感、隨州等地這幾天也遭遇強降雨引發(fā)城市內(nèi)澇，小型水庫出現(xiàn)險情等洪澇災(zāi)害，當下防汛形勢十分嚴峻。而利用現(xiàn)代化的通信設(shè)備，將江河流域內(nèi)各雨量、水位站點的降雨和洪水信息，實時地采集和傳輸?shù)胶樗刂浦行牡暮樗A(yù)報警報系統(tǒng)在這個關(guān)鍵時刻顯得尤為重要。近十年來，中國氣象部門、水利部門利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)，在智慧城市中建立了有效的洪水預(yù)報警報系統(tǒng)，主要對水庫、河流的水位進行實時監(jiān)測并預(yù)警。一般情況下，在臨近要監(jiān)控的水位處安裝超聲波液面?zhèn)鞲衅鳌?a href="http://wenjunhu.com/tags/壓力傳感器/" target="_blank">壓力傳感器、雷達液位傳感器、超聲波液位傳感器等各類探測器、加上監(jiān)測報警主機、監(jiān)測服務(wù)器、客戶端組成了洪水預(yù)報警報系統(tǒng)。了解了洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的組成和安裝位置之后，我們就會注意到這些造福民生的水利設(shè)備一般是安裝在戶外、靠近水源、或者山頂?shù)鹊胤?，設(shè)備主要為耐壓較低的電子儀器儀表，就地理位置而言，易遭雷擊；就設(shè)備而言，易損壞后引起傳輸數(shù)據(jù)中斷，由此可見，做好洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的防雷措施十分必要。

浪涌保護器，電涌保護器

浪涌保護器，電涌保護器

從廣西地凱公司近年來承接的多個洪水預(yù)警報中心中繼站的防雷項目。洪水預(yù)警報中心中繼站的設(shè)備損壞的直接原因是直擊雷和感應(yīng)雷。防雷裝置的設(shè)計施工不夠規(guī)范、防雷裝置防護等級不達標都會造成洪水預(yù)警報系統(tǒng)遭受雷擊侵害。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高、精、尖的電子設(shè)備不斷推廣和普及應(yīng)用于防汛信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，電子信息系統(tǒng)對電磁場是極其敏感的，集成芯片耐壓能力弱，需要多級有效的防雷保護裝置才能有效的泄放雷電流和鉗位雷電殘壓。

發(fā)生雷害時，直擊雷會沿供電線路侵入到洪水預(yù)警報系統(tǒng)供電部分，產(chǎn)生過電流與過電壓造成網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的電源損壞、斷電、致使整個系統(tǒng)癱瘓；或直擊雷直接入侵無線通信設(shè)備的天線、沿信號同軸線纜進入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，造成通信接口、數(shù)據(jù)接收單元、交換機等主要通信設(shè)備損壞。在不可能直接遭受雷擊的區(qū)域，由于感應(yīng)雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應(yīng)或靜電感應(yīng)而產(chǎn)生的，形成感應(yīng)雷電壓的機率很高，對洪水預(yù)警報系統(tǒng)中心機房內(nèi)的設(shè)備，尤其低壓電子設(shè)備威脅巨大，據(jù)統(tǒng)計，這種感應(yīng)雷擊事故占信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷擊事故的70％，同樣會使得洪水預(yù)警報系統(tǒng)局部癱瘓，干擾了防汛指揮中心的調(diào)度管理工作。洪水預(yù)警報中心的雷電防護統(tǒng)防雷工程需要從防直擊雷、感應(yīng)雷、雷擊地電位抬升等方面綜合考慮，在防雷工程設(shè)計中遵照建筑物和電子信息系統(tǒng)的國家標準，采用屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)、合理布線、加裝電涌保護器等全方位防感應(yīng)雷擊方法。

做好直接雷擊防護是做感應(yīng)雷擊防護的前提，洪水預(yù)警報裝置附近及其中心機房的建筑物，要合理安裝避雷帶和避雷針，并連接建筑結(jié)構(gòu)筋引入地下。在無法安裝避雷針的地方，可考慮安裝獨立避雷塔進行直擊雷的防護。

在重要的洪水預(yù)警建筑物附件站在雷電預(yù)警裝置，實現(xiàn)在保障范圍內(nèi)對雷暴天氣的預(yù)警，最大限度地減少雷擊事故的發(fā)生。

洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的供電線路防雷應(yīng)在配電線路的總配電箱等LPZ0A或LPZ0B與LPZ1區(qū)交界處，應(yīng)設(shè)置Ⅰ類試驗的電涌保護器（沖擊電流應(yīng)取≥12.5kA(10/350μs)）或Ⅱ類試驗的電涌保護器（標稱放電電流應(yīng)取≥120kA(8/20μs)）沖作為第一級保護。

在配電線路分配電箱、電子設(shè)備機房配電箱等后續(xù)防護區(qū)交界處

，可設(shè)置Ⅱ類試驗的電涌保護器或Ⅲ類試驗的電涌保護器作為后級保護；特殊重要的電子信息設(shè)備電源端口可安裝Ⅱ類或Ⅲ類試驗的電涌保護器作為精細保護。

浪涌保護器，防雷工程

應(yīng)用在洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)水位傳感器

，例如超聲波液面?zhèn)鞲衅?、壓力傳感器、雷達液位傳感器、超聲波液位傳感器等，基本都是使用同軸線纜或者雙絞線進行信號的傳輸，感應(yīng)雷擊的可能性較大，應(yīng)在洪水預(yù)報警報系統(tǒng)電子設(shè)備的輸入／輸出端口處，根據(jù)線路的工作頻率、傳輸介質(zhì)、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式、特性阻抗等參數(shù)，選用電壓駐波比和插入損耗小的適配的信號浪涌保護器。選用有金屬屏蔽層的電纜．并宜埋地敷設(shè)．在直擊雷非防護區(qū)(LPZ0A)或直擊雷防護區(qū)(LPZ0B)與第一防護區(qū)(LPZl)交界處，電纜金屬屏蔽層應(yīng)做等電位連接并接地。

浪涌保護器，防雷工程

洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的機房

要設(shè)置等電壓均壓帶，采用截面積不小于150mm2銅網(wǎng)帶（銅箔）沿機房四周布設(shè)，機房內(nèi)所有設(shè)備的金屬外殼均采連接至均壓帶，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設(shè)備外殼以及所有進出大樓的金屬管道等金屬構(gòu)件進行電氣連接，通過BVR-6連接到50*5*350等電位銅排上進行等電位處理。洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的防雷接地是避雷針、避雷帶、電涌保護器等設(shè)施有效發(fā)揮作用的保障，

接地電阻滿足≤4 Ω的要求

。

可增設(shè)接地電阻在線檢測設(shè)備，可以對建筑物的接地電阻進行實時監(jiān)測

，及時了解洪水預(yù)報警報系統(tǒng)裝置的接地狀況，采集數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控中心終端。

接地電阻在線檢測設(shè)備安裝示意圖

2021年，廣西地凱科技有限公司將洪水預(yù)報警報系統(tǒng)的防雷工程升級設(shè)計為智能防雷安全監(jiān)測系統(tǒng)，除了實施避雷針、電涌保護器、做好接地等防雷措施以外，還對電涌保護器狀態(tài)、雷電預(yù)警裝置、接地電阻在線監(jiān)測等數(shù)據(jù)進行了采集，實現(xiàn)雷電預(yù)警和自動化遠程監(jiān)測電涌保護器的工作狀態(tài)，迅速檢測到設(shè)備的雷擊情況，并有報警顯示功能。還可以通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到機房電腦終端或者手機APP，以便于各級通訊員及時了解防雷裝置的運行實況，以保證洪水預(yù)報警報系統(tǒng)正常運行。

近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類不斷擴大對自然資源的開發(fā)利用范圍，加上我國地理環(huán)境復(fù)雜多樣，使得我國自然災(zāi)害特別是洪澇災(zāi)害現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，及其所造成的損失也在不斷的增加。建立城市洪水預(yù)防預(yù)警系統(tǒng)，為防洪部門提供暴雨預(yù)報信息和預(yù)警信號是保證人民群眾生產(chǎn)生活的重要舉措。

審核編輯 黃昊宇