摘要:对于水利工程来说，电气自动化系统包括的控制系统、监测系统、通讯系统等都关系着其日常运行能否实现顺利展开，但由于这些系统中的设备往往因工作电压与信息电流微小的原因极易受到强烈磁场的影响，使得雷电往往会对我国当下水利工程中的电气自动化系统带来极为严重的破坏，为尽可能避免这一破坏的发生，本文就水利工程电气自动化系统防雷措施展开分析。 关键词:水利工程；电气自动化系统；防雷措施
1水利工程电气自动化系统防雷的必要性
在我国的很多地方都建立起了不同规模和等级的水利工程，并且地方政府在水利工程建设当中也都投入了巨资，这些水利工程大都是建设在一些较为偏远的山区和林区，并且这些区域的地势落差都很大，水利设施就是借助这些地势落差的优势来进行发电和蓄洪的，但是这些地区也是雷电的高发区域，因此水利工程电气自动化系统在运行过程当中很容易会受到雷电的攻击，进而造成设备运行出现异常或者是瘫痪的问题。从水厂角度来讲，雷电
电容式料位计同样会给水厂电气系统的正常运行带来一定的影响，所以，要想确保电气自动化系统安全稳定的运行就必须要采取有效的手段科学合理的制定防雷措施。
2水利工程电气自动化系统防雷措施
2.1配电线路
对于自动化系统来说配电线路是其中非常重要的组成部分，可以使用瞬态过电压保护器(即三级浪涌电压保护器)来进行防雷保护，其应用效果目前尚令人感到满意。这种防雷保护器可以分为三级保护，第一级分布在进线柜断路器后方、变压器二次侧的中性线和三根相线上，这些线路分别对地并联，将外线产生的强电压泄放出去。由于其具有较大的雷通量、可以为各负载进行分流，所以能够达到一般启动电压的2.5倍左右。第二级分布在UPS、PLC专用配电母线的中性线与三根相线上，同样对地并联，以期将第一级残压、其他电器设备在操作中产生的过电压以及电线路在传输中产生的感应过电压或耦合过电压分流出去，预防电磁干扰损坏设备。第三级分布在UPS、PLC等自动化设备的接线板熔断器后方的中性线与相线，对地并联，释放之前的残压，给予自动化设备以进一步的抗过电压干扰保护。除了这种措施，工作人员还可以通过安装限流模块、瞬态电压抑制器、压敏电阻以
及三极气体放电管等来构建立体防雷系统，通过多个层次的削弱，可以使UPS发挥出自身本就具有的过电压保护功能。
2.2信号系统及天线反馈
一般来说，自动化系统会使用特制的屏蔽线作为信号线，选择穿管方式进行铺设，虽然雷电在通过管道时仅有1-2kV的感应电压，尚在安全范围之内。但是若是雷电直接侵入计算机通讯端口或PLC，便会超过5-48V的安全电压标准，给自动化系统带来严重的损坏。对此，应该结合计算机进行通讯和数据交换时的实时频率来决定选择怎样的避雷器。专用信号避雷器是比较合适的选择，通信电缆因感应雷而出现瞬态过电压后，三级浪涌保护器可以通过支路将电流泄放到地下，其本身所输出的电流依然在设备可以承受的电压范围内。天馈部分应选择天馈线路的专用三级浪涌保护器。若是天线引入了雷电波，便可以借助天馈线路专用的三级浪涌保护器进行波道分流，分离有用的信号与雷电流，快速将雷电流经支路传入地下。
一直以来我国的水利工程都是利用接地与屏蔽措施，从而帮助水利工程设施进行防雷，该方法成本较为低廉，同时又较为有效，因此在我国各个地区都应用的十分广泛。然而，这种措施尽管有着诸多的优势，受到了各个地区的认可，但是还应当注意其接电电阻的阻值和寿命。通过物理知识可以知道，电阻阻值会随着电压值的升高而升高，随着电压值的降低而降低，两者之间存在着正比例关系，所以，要在保证安全的前提中，最大程度上降低接电电阻的阻值，从而保证能够控制电压。当然，小阻值电阻对大多数的地区与企业来说成本相对高昂一些，因此在实际的应用中要根据实际情况进行综合考虑。电气自动化系统的通信设备、控制系统多位于中控室或泵站，在条件允许的情况直接连接防雷接地网，并与各类水利动力装置匹配使用。除了上述接地防雷处理，还要做好屏蔽措施。这是一种实际应用技术，通过把电气系统中间的金属地板、钢筋笼等焊接在一起，或直接安装屏蔽电缆，从而给电气系统创造一个外部笼状结构，根据等电位高压原理屏蔽雷电产生的高压。应当注意的是，在安装金属屏蔽网或屏蔽电缆时，要将其与接地母线相连，且母线需要在机房内部环形、多点均匀架设，以确保安全性。
2.4构筑物及计算机系统
对于构筑物可选择消雷器、避雷带或避雷针作为接地措施，在进行接地处理时不仅可以选择建筑物内部的钢筋结构进行接地，还可以单独设置引下线使其与构筑物的接地网相连接。计算机与自动控制设备应远离避雷网的金属物体，以免引发感应电流，毁坏设备。对于计算机系统，由于其用电系统较为特殊，其节电系统有如下几种:(1)工作接地，电阻小于等于4Ω；(2)安全保护接地，电阻小于等于4Ω；(3)直流工作接地，信号屏蔽地电阻与逻辑接地电阻小于等于2Ω。若是泵站现实工作状况不允许清晰区分上述状况，则可选择联合接地，但接地电阻需低于2Ω。此外，还应该分开设置三大接地网。原因在于:(1)构筑物在修建时大多未考虑到弱电设备，计算机等若干弱电设备需要做好保护，需要将其接闪地与设备地分开设置；(2)普通设备在供电中所使用的高压配电系统与低压配电系统均使用了同一个接地系统，但是用电情况较为复杂，若采取联合接地方式反而会使弱电设备接地电位升高，造成反击的结果。鉴于雷击会导致地网与附近导体产生较高的电位，应确保系统接地时三大地网至少保持10m以上的距离，若是接地线进入室内，则应给予局部绝缘加屏蔽措施。
2.5电压保护
水利工程中的电气设备会因为雷电而出现电感效应的现象，这样的效应所发出的能量会直接传达至线路和UPS设备。尽管UPS设备自带过电压保护装置，但由于雷击的能量过大，产生的高压和功率会极高，因此UPS设备中本身所具有的电压保护装置可能会无法抵挡住雷电所带来的电流。而面对这样的情况，要对相关的设备进行多级保护，一般为4级保护，如放置三级气体放电管、限流模块、压敏电阻等，通过这样多层级的保护，来建造科学有效的防雷措施，保证相关电气自动化系统的安全。
3结束语
综上所述，水利工程是经济社会下着重发展的项目，承担着安全、高效和经济建设等多重任务，电气系统自动化是当下发展过程中的必然趋势。对此，技术人员要深刻认识到水利工程电气自动化雷电防护所具有的重要意义，并对其给予高度重视，加大对技术措施的应用力度，从而使因雷击给电气系统造成的损坏得到最大程度的减少，并推动水利工程电气系统自动化的发展。
参考文献
樱桃去核机自动化监测[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].通讯世界,2018(11):95-96.
真空脱蜡炉[2]郑平.分析三岔河引子渡提水工程电气自动化系统防雷措施[J].低碳世界，2017(31):70-71.
[3]杨勇.辽宁省大伙房水库输水工程电气自动化系统防雷措施分析[J].内蒙古水利，2018(03):31-32.
[4]薛权翌.水利工程电气自动化系统防雷措施分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(10):168-168.
wsrd[5]陈柯豪,胡浩卿,云霄.电力系统防雷重要性及技术措施探讨[J].电力设备管理,2021(6):26-27.
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