污水处理厂中自动化系统防雷探析

摘 要：在污水处理厂的自动化控制系统中，控制站一般都会安置在构筑物里面，电缆也有比较好的防护措施，因此，控制站和电缆遭受直接雷击的概率比较小，在整个污水处理厂自动化系统中，一般最容易发生感应雷，雷电波以电源线和通信线或者是信号线为媒介入侵，给电源或者是通信模块造成很大的损害，从而导致整个污水处理厂自动化系统难以正常运转甚至是系统瘫痪，不仅仅大大增加了系统维修护理费用，更会大大的影响了污水处理的周期，带来巨大的经济损失和环境破坏，笔者将从自控配电系统防雷、自控系统网络通信线路防雷、控制站构筑物防雷、合理接地等几个方面，着重阐述了污水处理厂自动化控制系统的综合防雷措施。

关键词：污水处理厂；自动化系统；防雷措施；探究

1 前言

近些年来，我国的经济取得了辉煌的发展成果，但由于经济增长方式和经济结构不合理等多种因素的影响，在经济发展的同时也造成了比较严重的环境污染，比如水资源污染，加强对污水的处理，不仅仅是环境保护的客观需求，更是促进资源循环利用的重要举措。在污水厂中，由于对自动化防雷措施处理不当，造成了很多灾害事故，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，因此，加强污水处理厂自动化系统防雷措施探究，做出合理的防雷措施，有助于污水处理厂的正常运行，有益于我国污水处理的效率。本文将对污水处理厂容易遭受得雷电种类做出简述，并全面深入探究污水处理厂具体的防雷措施。

2 四种常见的雷电对污水处理厂自动化系统的危害分析

2.1 直击雷

直击雷在发生时候可以让巨大的雷电电流侵入地表，使得被雷击的地方接触的到的各种金属产生很高的对地电压，很容易发生触电事故的发生。同時，由于直接雷击释放出的电流巨大，冲击电压很容易让电力变压器和发电机发生烧毁，也可能造成电线烧毁，或者断裂，因而产生停电，甚至诱发火灾，因此，这种雷电的毁灭性巨大，造成的损失严重。

2.2 球形雷

球形雷出现的次数少而不规则，因此取得的资料十分有限，其发生的原理现在还没有形成统一的观点。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。

2.3 雷电感应，也称感应雷

雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场；这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体或者设备的二次放电，从而损坏电气设备。

3 污水处理厂自动化系统防雷措施探讨

污水处理厂自动化系统对整个污水处理厂的正常运行有着至关重要的作用，同时，污水处理厂的自动化系统设备也是极其容易发生雷击事故的环节，因此，根据雷电的不同特点和造成损害的不同方式，科学做好防雷措施，是保证整个污水处理正常进行的关键。笔者以为，有以下几个方面的措施。

3.1 建立健全科学合理的整体防雷系统

从整个污水处理厂的自动化系统而言，要做好防雷措施，首先要从整体上做好防雷规划，从内到外，做到防雷措施的全面覆盖。整体而言，外部可以可以安装避雷针，接闪器等，避免雷电直接打击污水处理厂外部建筑，引起火灾或者事故。同时，内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器四个子系统，通过它们可以将引人建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地，并将其钳位在一定的电压范围内，以完善地保护电气设备。从整体上做好防雷规划，内外覆盖，这是采取具体防雷措施之前的基础性工作。

3.2 实施多级保护措施，做好配电系统的防雷

污水处理厂的配电系统是保证整个污水处理正常运转的关键部分，而配电系统也是容易遭受到雷电袭击的部位之一。因此，做好配电系统的防雷措施，是整个防雷系统中的重要环节。虽然目前很多污水处理厂都会在配电系统的进线处安装避雷器，避雷带等防雷器件，但是，经过很多次实践证明，单一的防雷措施或者是防雷器件难以真正保障配电系统的正常运转，当雷击降下时候，污水处理厂的自控设备的电源机盘依然会受到电击而产生损坏。在对配电系统防雷时候，要据实际情况做好多级防护措施。

首先要在变压器二次侧安装好各种防雷装置，让外线产生的电压可以迅速得到释放。其次，要在各个控制站PLC专用隔离变压器前，主要是释放外线残压，和配电线路上感应出的过电压和其他用电设备的操作过电压。同时，要科学设计安装好隔离变压器，加大对各种电磁干扰的处理力度，减少雷电波诱发的雷击事故。最后，要在PLC专用电源模板前安装好保护措施，以便用最短的时间让前面的残压得到释放，应尽可能从总配电柜开始将自控系统的电源线单独布排。各级防雷器应尽量靠近被保护设备，以避免雷电侵入波发生全反射。

3.3 做好通信线路的防雷措施

在污水处理厂的自动控制系统中，多会使用的特制屏蔽双绞线作为通信线，这种通信线一般都会采用穿管直埋的安装方式，虽然有着雷电对通信线的感应电压不高的优势，但通信线进入到计算机通信的接口，却是一个很容易发生事故的环节，要根据通信电平和速率来合理选择防雷器的类型。一般不会使用氧化物做防雷器。选择好防雷器后，要将防雷器安装在通信接口地方，到目前为止，采用光纤网络是通信线路网络防雷的良好措施。

3.4 控制站构筑物防雷

在污水处理厂中，控制站是保证整个污水厂正常运转的中心。计算机设备，通信设备，各种仪器，线缆，电台等都会集中在控制站，因此，控制站也是各种金属材料使用较多的地方，发生雷击的概率也更大一些。在污水处理厂的自动控制系统中，雷电一般都是通过感应雷的方式接触到控制系统，由于控制站的重要地位，因此对防雷的要求也更为严格，要在控制站的各个部位都尽量多埋置一些避雷针，避雷带，多设置安装引下线，尽量多的设计雷电电流的分流路线，实现均压等分的控制目的，大大降低雷电的感应能量。同时，控制站内部，各种自动控制设备要各种避雷设备的导地金属体。

3.5 合理接地

合理的接地设计是整个污水处理厂防雷措施中的重要组成部分。在污水处理厂中，一般会有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地等三种接地方式，因此，科学设计，使得这三种接地方式之间互相配合，有助于大大降低雷击通过接地网络对系统的毁坏。以计算机自控系统为例，一般采用系统工作接地、直流工作接地、安全保护接地等几种接地方式。在防雷措施中，要根据实际情况，将各种接地方式合理的组合，使得接地电阻值最小，取得最佳的效果。

4 结束语

污水处理厂自动控制系的防雷工作关系到整个污水处理的周期和进程，关系到我国污水治理现状的改善，因此，加强对防雷措施的研究，从配电系统，通信线路，控制站构筑物等多方面由内到外做好科学合理防雷设计，并选择好防雷器，做好布线工作，全面推进防雷工作的规范化，合理化，有着十分重要的社会经济意义。

参考文献：

[1] 孙海鲲.污水处理厂自动化系统防雷措施探讨[J].中国水协设备材料委第一届工作会议暨设备管理经验交流会，2007.

[2] 孙海鲲.污水处理厂自动化系统防雷措施探讨[J].设备管理与维修，2006（6）.