供水系統(tǒng)整體防雷解決方案
自動(dòng)化技術(shù)，近年來在給排水行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，伴隨水廠自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)控制設(shè)備和機(jī)電儀表設(shè)備的發(fā)展，濾池自動(dòng)化、投切自動(dòng)化、泵站自動(dòng)化、水質(zhì)檢測自動(dòng)化技術(shù)逐步成熟，電腦應(yīng)用日益普及，這標(biāo)志著自動(dòng)化水廠在國內(nèi)尤其是大中型城市已具備較好的技術(shù)環(huán)境，已發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)。
但隨著微電子設(shè)備在供水系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，防雷的問題就顯得越來越重要。由于微電子設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性，這就使其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感。如果防護(hù)措施不力，隨時(shí)可能遭受重大損失。
對于城市給排水系統(tǒng)來說，由于水廠一般都位于郊外曠野，且所處的地理位置一般都較高，傳輸水管縱橫密布，通信方式復(fù)雜，既有有線傳輸，又有無線傳輸，有線傳輸?shù)膫鬏斁€路較長，而無線傳輸?shù)陌l(fā)射天線一般都處于當(dāng)?shù)刂聘唿c(diǎn)，這些都是給排水系統(tǒng)易遭受雷擊的重要因數(shù)。因此，對城市給排水系統(tǒng)的防雷必須綜合考慮，應(yīng)從整體防雷的角度來進(jìn)行防雷方案的設(shè)計(jì)。
1、直擊雷防護(hù)
建議進(jìn)行有效的直擊雷防護(hù)措施，以提高整體的防雷效果。直擊雷防護(hù)按照國標(biāo)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)和施工, 主要使用避雷針、網(wǎng)、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護(hù)建筑不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設(shè)備提供一個(gè)相對安全的環(huán)境。
根據(jù)水廠實(shí)際情況，其直擊雷的防護(hù)主要措施是在各個(gè)主要建筑物(包括配電房和控制室、辦公樓、凈化車間、加藥間、鼓風(fēng)機(jī)房)頂部采用φ10的圓鋼(刷銀粉漆)構(gòu)筑避雷帶，并用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網(wǎng)連接，引下線的間距應(yīng)不大于25米。
2、感應(yīng)雷防護(hù)
水廠設(shè)備的電源線和信號(hào)線在打雷時(shí)極易感應(yīng)過電壓而造成設(shè)備損壞。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料表明，電子設(shè)備系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因?yàn)榕c設(shè)備相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。因此，在電源線路和信號(hào)線路上安裝合適的防雷器是非常重要的。
考慮到水廠動(dòng)力設(shè)備大都為電機(jī)，其啟動(dòng)時(shí)電源電壓會(huì)升高，為使安裝的電源防雷器更可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行和延長其工作壽命，我司采用啟動(dòng)電壓在700V以上的壓敏電阻來生產(chǎn)防雷器，而不是常規(guī)的600多伏。
現(xiàn)根據(jù)水廠設(shè)備分布，防雷器的安裝示意圖如下圖，大體分為配電房和控制室、辦公樓、凈化水池、加藥間、鼓風(fēng)機(jī)房五個(gè)區(qū)域：
A、配電房和控制室的防雷器安裝
在配電房總配電柜的進(jìn)線處安裝COMTECH三相電源防雷箱PX100-A/4，最大通流能力為100KA;
在控制室配電柜的電源進(jìn)線處安裝COMTECH三相電源防雷器PA40-A/4，最大通流能力為40KA;
在控制柜的電源進(jìn)線處安裝COMTECH三相電源防雷器PA40-A/4，最大通流能力為40KA;
在控制柜的RS232信號(hào)入口處安裝COMTECH 專用RS232接口信號(hào)防雷器S05D9MF3，工作電壓為5V;
在控制柜兩路電磁流量計(jì)信號(hào)入口處安裝COMTECH壓接式信號(hào)防雷器S60YFF2和S24YFF2，工作電壓分別為60V和24V;
在控制柜射頻信號(hào)入口處安裝COMTECH專用天饋防雷器AN10MF90，適用頻率0~1.0GHz ;
B、辦公樓的防雷器安裝
在辦公樓總配電箱電源進(jìn)線處安裝COMTECH三相電源防雷器PA40-A/4，最大通流能力為40KA;
在辦公樓中心交換機(jī)房的配電箱電源進(jìn)線處安裝COMTECH單相電源防雷器PA40-A/2，最大通流能力為40KA;
對機(jī)房交換機(jī)的電話信號(hào)線進(jìn)行保護(hù)，安裝COMTECH專用音頻信號(hào)防雷器S150RFF2，工作電壓為150V;
C、凈化車間的防雷器安裝
在控制室的控制柜電源進(jìn)線處安裝COMTECH三相電源防雷器PA40-A/4，最大通流能力為40KA;
在控制室的控制柜的RS232信號(hào)入口處安裝COMTECH RS232接口專用信號(hào)防雷器S05D9MF3，工作電壓為5V;
對接至控制室的濾池探頭信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，安裝COMTECH壓接式信號(hào)防雷器S24YFF2，工作電壓24V;
D、投藥間的防雷器安裝
在控制箱的電源進(jìn)線處安裝COMTECH三相電源防雷器PA40-A/4，最大通流能力為40KA;
在控制箱的RS232信號(hào)入口處安裝COMTECH RS232接口專用信號(hào)防雷器S05D9MF3，工作電壓為5V;
E、鼓風(fēng)機(jī)房
對于鼓風(fēng)機(jī)房的電源防護(hù)，考慮到其電機(jī)頻繁啟動(dòng)帶來電壓波動(dòng)對防雷器的運(yùn)行將產(chǎn)生嚴(yán)重影響，不對其安裝防雷器件，但要求其鎧裝電源進(jìn)線的屏蔽層要可靠接地;
F、公司辦公樓總機(jī)房和外接流量計(jì)防護(hù)
公司辦公樓總機(jī)房配備交換機(jī)一部，其中外接中繼線，其室外走外線未屏蔽，在雷擊時(shí)容易感應(yīng)過電壓造成交換機(jī)主板、CPU板損壞，電源線路未做過電壓保護(hù)，因此應(yīng)對其進(jìn)行全方位防護(hù);對于兩臺(tái)室外流量計(jì)應(yīng)重點(diǎn)對信號(hào)、電源以及天饋系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)。
公司辦公樓總機(jī)房安裝COMTECH單相交流電源防雷器PA40-A/2，中繼線分別安裝COMTECH專用音頻防雷器S150RFF2，電話線路配線架安裝COMTECH專用配線架避雷子;
室外流量計(jì)電源進(jìn)線安裝COMTECH單相交流電源防雷器PA40-A/2，信號(hào)線路安裝COMTECH信號(hào)防雷器S24YFF2，天饋信號(hào)安裝COMTECH開關(guān)型天饋防雷器AN10MF90，頻率范圍0～1000MHz。
3、調(diào)度中心站防雷
在調(diào)度中心站大樓的樓頂構(gòu)筑避雷帶或避雷網(wǎng)，避雷帶或避雷網(wǎng)應(yīng)采用引下線接入地網(wǎng)。在調(diào)度中心的發(fā)射天線上安裝避雷針，避雷針應(yīng)良好接地。
在調(diào)度中心站的計(jì)算機(jī)房構(gòu)筑環(huán)行接地母線，將機(jī)房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、金屬吊頂、設(shè)備外殼以及防靜電地板的金屬構(gòu)架等金屬構(gòu)件進(jìn)行等電位連接，以均衡電位。
電源進(jìn)線應(yīng)采用金屬鎧裝電纜埋地敷設(shè)，電纜鎧裝層的兩端應(yīng)良好接地;如果電纜沒有鎧裝層，則應(yīng)將電纜穿鋼管埋地，鋼管兩端接地，埋地的長度應(yīng)不小于15米。
對電源線的防護(hù)按照規(guī)程應(yīng)考慮三級(jí)保護(hù)：在大樓總配電房處應(yīng)考慮第一級(jí)保護(hù)，可安裝大通流容量的電源防雷箱(PX100-A/4);在相關(guān)樓層配電箱處考慮第二級(jí)保護(hù)，可安裝電源防雷箱(PX60-A/4);在PLC柜、流量計(jì)、水質(zhì)測量儀、服務(wù)器、工作站等重要設(shè)備的電源進(jìn)線處考慮第三級(jí)保護(hù)，可安裝單相電源防雷箱(PX40-A/2)。
對信號(hào)線的保護(hù)應(yīng)在流量計(jì)、水質(zhì)測量儀、服務(wù)器、工作站、調(diào)制解調(diào)器等設(shè)備的信號(hào)線端口安裝相應(yīng)的信號(hào)防雷器。
對天饋線的防護(hù)應(yīng)在通信發(fā)射塔天饋線的兩端安裝相應(yīng)的天饋線防雷器。
在調(diào)度中心大樓周圍構(gòu)筑符合規(guī)程要求的接地網(wǎng)，采用共用接地系統(tǒng)時(shí)接地電阻應(yīng)小于1Ω。
所有防雷器均應(yīng)良好接地。
4、二級(jí)調(diào)度中心的防雷
二級(jí)調(diào)度中心的情況同調(diào)度中心站相似，其防雷措施可參考調(diào)度中心站的防雷措施。
5、遠(yuǎn)程站(RTU)的防雷
由于遠(yuǎn)程站(RTU)大都處于郊外，工作環(huán)境惡劣，遭受雷害的可能性極大，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)。
采用無線通訊方式傳輸信號(hào)的遠(yuǎn)程站應(yīng)在發(fā)射天線上安裝避雷針，避雷針應(yīng)良好接地。
電源線必須穿鋼管進(jìn)行敷設(shè)，鋼管兩端良好接地，埋地長度不小于15米。電源進(jìn)線應(yīng)安裝通流容量較大的防雷器。可考慮第二級(jí)保護(hù)，選用電源防雷箱(PX60-A/4)
對信號(hào)線的保護(hù)，應(yīng)在所有的信號(hào)線端口安裝相應(yīng)的信號(hào)防雷器。包括所有數(shù)據(jù)采集端口以及RTU與二級(jí)調(diào)度中心通信的端口。在重要傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)端口也應(yīng)安裝相應(yīng)的信號(hào)防雷器。如果有條件，所有信號(hào)線應(yīng)穿金屬管進(jìn)行敷設(shè)，金屬管兩端接地。
對天饋線的防護(hù)應(yīng)在通信發(fā)射塔天饋線的兩端安裝相應(yīng)的天饋線防雷器。
所有防雷器均應(yīng)良好接地。
