一、雷電的危害途徑
雷電的危害途徑有5種,一是直擊雷:雷電直接擊在建筑物、構架、樹木等物體上,由于熱電效應等混合力作用直接對物體造成傷害;二是雷云下的靜電感應:一般針對線路而言,在一定強度的雷云下在高壓架空線路上可以感應出300—400kV的過電壓、在低壓架空線路上可以感應出100kV的過電壓、在電信線路上也可感應出40—60kV的過電壓;
三是雷電的電磁感應:雷電流經引下線入地時,在引下線周圍產生磁場、引下線周圍的各種金屬管線上經感應產生瞬間過電壓;
四是地電位反擊:直擊雷經接閃器如避雷針、避雷網等而直放入地,導致地網地電位上升,高電壓經設備接地線引入電子設備造成反擊;五是雷電波侵入:
電源線和通信線遭受直擊雷或感應雷加載了過電壓及雷電流以感應的方式耦合到線路上,進而入侵設備。?
二、瞬態過電壓對自控設備的危害
通常,在泵站的設計建設中對于直擊雷的防護已經有比較完善的措施。自動化系統大部分置于泵房構筑物之中,網絡線、電源線鋪設于電纜溝中,
因而遭受直接雷擊的可能性不大。根據雷電電磁脈沖(LEMP)理論和實踐經驗證明:
電子計算機及其它自動化系統設備損壞的主要原因是雷電感應浪涌電壓造成的。雷電感應浪涌電壓是一種產生在微秒至毫秒之間的尖峰沖擊電壓,即瞬態過電壓。它可以通過電源線、天饋線、通訊線和信號線把感應浪涌電壓波引入設備內部,分別損壞電源模板、通訊模板、I/0模板,致使設備產生誤動作、暫時癱瘓或立即燒毀元器件。如今年3月份我處黃浦污水處理站遭受雷電襲擊,瞬態過電壓致使PLC接口、UPS的保險、工控機的端口和電源以及電話線路均遭損壞。?
三、排水泵站自控系統防雷措施
由此可見,現有的雷電防護體系已不能滿足當前自動化系統的安全要求,應從單純的一維無源防護轉為針對防直擊雷、防靜電感應、防雷電電磁感應、防地電位反擊、防感應雷電波侵入以及操作瞬態過電壓影響等的有源與無源防護相結合的三維防護體系。我們應從泵站自動化系統的整個配電系統、信號系統、天饋系統、微機網絡等幾個方面入手,采用接閃、分流、均壓、屏蔽與接地等手段,進行全方位的防雷防過電壓保護。?
(一)
自控配電系統的防雷?
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