供水系統(tǒng)整體防雷解決方案
自動化技術，近年來在給排水行業(yè)得到廣泛的應用，伴隨水廠自動化技術、系統(tǒng)控制設備和機電儀表設備的發(fā)展，濾池自動化、投切自動化、泵站自動化、水質(zhì)檢測自動化技術逐步成熟，電腦應用日益普及，這標志著自動化水廠在國內(nèi)尤其是大中型城市已具備較好的技術環(huán)境，已發(fā)展成為一項成熟的技術。
但隨著微電子設備在供水系統(tǒng)的普遍應用，防雷的問題就顯得越來越重要。由于微電子設備具有高密度、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。如果防護措施不力，隨時可能遭受重大損失。
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?shù)刂聘唿c，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，應從整體防雷的角度來進行防雷方案的設計。
1、直擊雷防護
建議進行有效的直擊雷防護措施，以提高整體的防雷效果。直擊雷防護按照國標GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》設計和施工, 主要使用避雷針、網(wǎng)、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護建筑不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設備提供一個相對安全的環(huán)境。
根據(jù)水廠實際情況，其直擊雷的防護主要措施是在各個主要建筑物(包括配電房和控制室、辦公樓、凈化車間、加藥間、鼓風機房)頂部采用φ10的圓鋼(刷銀粉漆)構筑避雷帶，并用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網(wǎng)連接，引下線的間距應不大于25米。
2、感應雷防護
水廠設備的電源線和信號線在打雷時極易感應過電壓而造成設備損壞。統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，電子設備系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與設備相連的電源線路上感應的雷電沖擊過電壓造成的。因此，在電源線路和信號線路上安裝合適的防雷器是非常重要的。
考慮到水廠動力設備大都為電機，其啟動時電源電壓會升高，為使安裝的電源防雷器更可靠、穩(wěn)定的運行和延長其工作壽命，我司采用啟動電壓在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、鼓風機房五個區(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信號入口處安裝COMTECH 專用RS232接口信號防雷器S05D9MF3，工作電壓為5V;
在控制柜兩路電磁流量計信號入口處安裝COMTECH壓接式信號防雷器S60YFF2和S24YFF2，工作電壓分別為60V和24V;
在控制柜射頻信號入口處安裝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房的配電箱電源進線處安裝COMTECH單相電源防雷器PA40-A/2，最大通流能力為40KA;
對機房交換機的電話信號線進行保護，安裝COMTECH專用音頻信號防雷器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信號入口處安裝COMTECH RS232接口專用信號防雷器S05D9MF3，工作電壓為5V;
對接至控制室的濾池探頭信號進行保護，安裝COMTECH壓接式信號防雷器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信號入口處安裝COMTECH RS232接口專用信號防雷器S05D9MF3，工作電壓為5V;
E、鼓風機房
對于鼓風機房的電源防護，考慮到其電機頻繁啟動帶來電壓波動對防雷器的運行將產(chǎn)生嚴重影響，不對其安裝防雷器件，但要求其鎧裝電源進線的屏蔽層要可靠接地;
F、公司辦公樓總機房和外接流量計防護
公司辦公樓總機房配備交換機一部，其中外接中繼線，其室外走外線未屏蔽，在雷擊時容易感應過電壓造成交換機主板、CPU板損壞，電源線路未做過電壓保護，因此應對其進行全方位防護;對于兩臺室外流量計應重點對信號、電源以及天饋系統(tǒng)進行防護。
公司辦公樓總機房安裝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;
室外流量計電源進線安裝COMTECH單相交流電源防雷器PA40-A/2，信號線路安裝COMTECH信號防雷器S24YFF2，天饋信號安裝COMTECH開關型天饋防雷器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筑避雷帶或避雷網(wǎng)，避雷帶或避雷網(wǎng)應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，避雷針應良好接地。
在調(diào)度中心站的計算機房構筑環(huán)行接地母線，將機房內(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、設備外殼以及防靜電地板的金屬構架等金屬構件進行等電位連接，以均衡電位。
電源進線應采用金屬鎧裝電纜埋地敷設，電纜鎧裝層的兩端應良好接地;如果電纜沒有鎧裝層，則應將電纜穿鋼管埋地，鋼管兩端接地，埋地的長度應不小于15米。
對電源線的防護按照規(guī)程應考慮三級保護：在大樓總配電房處應考慮第一級保護，可安裝大通流容量的電源防雷箱(PX100-A/4);在相關樓層配電箱處考慮第二級保護，可安裝電源防雷箱(PX60-A/4);在PLC柜、流量計、水質(zhì)測量儀、服務器、工作站等重要設備的電源進線處考慮第三級保護，可安裝單相電源防雷箱(PX40-A/2)。
對信號線的保護應在流量計、水質(zhì)測量儀、服務器、工作站、調(diào)制解調(diào)器等設備的信號線端口安裝相應的信號防雷器。
對天饋線的防護應在通信發(fā)射塔天饋線的兩端安裝相應的天饋線防雷器。
在調(diào)度中心大樓周圍構筑符合規(guī)程要求的接地網(wǎng)，采用共用接地系統(tǒng)時接地電阻應小于1Ω。
所有防雷器均應良好接地。
4、二級調(diào)度中心的防雷
二級調(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、遠程站(RTU)的防雷
由于遠程站(RTU)大都處于郊外，工作環(huán)境惡劣，遭受雷害的可能性極大，應重點保護。
采用無線通訊方式傳輸信號的遠程站應在發(fā)射天線上安裝避雷針，避雷針應良好接地。
電源線必須穿鋼管進行敷設，鋼管兩端良好接地，埋地長度不小于15米。電源進線應安裝通流容量較大的防雷器。可考慮第二級保護，選用電源防雷箱(PX60-A/4)
對信號線的保護，應在所有的信號線端口安裝相應的信號防雷器。包括所有數(shù)據(jù)采集端口以及RTU與二級調(diào)度中心通信的端口。在重要傳感器的數(shù)據(jù)信號端口也應安裝相應的信號防雷器。如果有條件，所有信號線應穿金屬管進行敷設，金屬管兩端接地。
對天饋線的防護應在通信發(fā)射塔天饋線的兩端安裝相應的天饋線防雷器。
所有防雷器均應良好接地。
