防雷技术在船闸机电设备保护中的应用探讨

日期：2021-05-17 来源：江苏港航高质量发展论坛汇编

防雷技术在船闸机电设备保护中的应用探讨

董家有

南京市玉带船闸管理所 江苏 南京市 211512

摘要：船闸管理系统是由众多元素及设备组成的综合体系，而船闸机电设备就是其中最主要的设备之一，在船闸的正常运转中有着非常关键的地位与作用。在众多灾害中，雷电灾害是船闸机电设备遇见最多，而且面临的损失也最大的灾害。所以我们在使用船闸机电设备的过程中要将防护做到位。在科技飞速发展的今天，防雷技术也在不断提升，利用好现在的技术做好对船闸机电设备的防雷保护就变得尤其重要。

关键词：雷电灾害；防雷技术；船闸机电设备

 

保护船闸机电设备是非常重要的任务，只要确保船闸机电设备正常运行，才能使得船闸系统正常运行。作为危害船闸机电设备的主要因素，近年来的雷电灾害是有增无减，不断地损害着船闸机电设备，这让建立船闸机电设备防雷技术变得迫在眉睫。

1.防雷系统的核心要素

船闸机电设备防雷系统防护力度直接关系到船闸机电设备是否能够安全。所以，船闸机电设备需要对多因素、多方面进行综合考虑之后才能建立完善的防雷系统，多方面、多功能的防雷系统可以更好的完成保护船闸机电设备不受雷电损坏的任务。船闸机电设备的防雷系统要素主要有以下六点：

1.1 捕捉雷电

避雷针为了发挥最大的作用往往应该放置在尽可能高的地方，所以应该将避雷针放在船闸机电设备的顶部，这样可以保证雷电充入指定的地方。同时，应该在雷雨天气中把楼顶的电线之类的装置收起来，这样可以避免天线设备被雷电损坏。

1.2屏蔽雷电带来的电磁波

在船闸机电设备建立带有屏蔽性质的钢筋混凝土墙结构来充分屏蔽闪电残余损害，也降低了因为雷电带来的电磁脉冲波对船闸机电设备的内部芯片造成巨大的危害，也能减少其他电子设备的因为电磁波而造成的损害。

1.3保护电流运输流畅

所有电子设备都依靠电流链接，而雷电伤害也主要来自于扰乱电流，所以应该根据实际情况在避雷针、地网之间建立起来的、备用使用电流通道。从而减少雷电来临时对各个设备之间协调性的影响，来让释放与分流的雷电效率得到充分的利用。最后通过事先建立的有效的放电通道让雷电电流充分的引入地下，保证电流安全输送。

1.4保护设备关节部位

对船闸机电设备之间的连接点都加上电涌保护器，让雷电到来之时不会接连损害多个设备，在线路连接端对设备进行保护，防止一个设备漏电而导致多个设备损害。所以，保护设备连接关节尤为重要。

1.5 雷电疏通通道流畅

接地网是避雷系统的主要构件，接地网质量的好坏关系着避雷系统是否能有效的处理雷电能量的释放，降低电流的落地电位差和对电位的反击能量，这样就可更好的保证雷电能量的安全，顺利释放。

使用功能较好的接地网，能够尽快的进行雷电能量的泄放，并尽量降低雷电流的落地电位差以及电位的反击能量，这样就能保证能量顺畅的被释放出去。

1.6 避免电压差

采用将地网环全压环、共同连接的地方也压上网环的方法预防电位差造成的损害，进一步减少对船闸机电设备的损害，使船闸机电设备可以正常的运行。

2.防雷技术的主要应用

保护船闸机电设备是一个长期的过程，在这个过程中一般是用接地装置来实现防御雷电灾害的工作。这也是一项长期并且需要从多方面来考虑的工程。不同的船闸机电设备的防护方式也会有差别，有时候甚至需要根据船闸机电设备的不同，采取完全不同的形式的防雷技术，来面对各种程度的雷电灾害。而船闸机电设备防雷设备技术大致有以下几种：

2.1防止雷电感应技术

当云层与云层发生碰撞的时候就会出现直击雷，直击雷会因为静电以及电磁感应的作用在地面形成强大的电压以及电磁脉冲辐射。而在强大的电压下，甚至不用通过导体连接就可以影响到设备内部的电流，使船闸机电设备的内部电子设备损毁。同时，设备内部的损害不但威胁着工作人员的健康甚至是生命，而且带来的经济损失也是不堪设想。除此之外，雷电主要是以感应雷的形式来破坏船闸机电设备，而避雷针主要是疏通电流，对感应雷的防护效果并不是很理想。而等电位的连接对感应雷的防御效果较好，除此之外还可以安装各种可靠的、效果较好的接地装置来对感应雷进行防护。

感应雷的破坏方式主要有通过“路”、“场”的方式破坏船闸机电设备。“路”指的是电流通行的通道，其中有信号电路、电源线路还有金属管道等；“场”即指强大的雷电发生的时候也会带来强大的电场，这电场可以不通过导体就将损害带入船闸机电设备。所以船闸机电设备的保护过程也应该从路、场两方面入手对付。针对“路”在船闸机电设备中的破坏方法就主要是使用SPD保护器来分流、拦截雷电电流。而对“场”的防治方式主要是在安装SPD保护器之外同时采取屏蔽电磁场措施的方法来预防电场对船闸机电设备造成的损害。通常情况下，屏蔽电厂的设备都是在建筑设计层面以及施工过程中进行解决的，如果不在建设过程中解决，而在施工结束后解决，那么大大的提升了屏蔽成本，所以屏蔽电场工作应该在设计的时候就要解决。根据与相关统计，大约60%-80%比例的感应雷都通过电流系统入侵船闸机电设备，所以船闸机电设备的保护工作应该非常重视。而对于设备机房内部主要电线、设施等应该尽量采取二级以上的SPD保护。对于关键设备就需要三级以上的SPD保护，而那些不是很重要的线仅仅对网线长度大于30米的交换机进行防护即可。

2.2对直击雷防的护技

直击雷是雷电的一种形式，而直击雷是很常见的一种。它很容易造成人员伤亡，也容易造成设备损坏。所以对于直击雷也要重点防护，采用尽可能高的科技来防护。因为对直击雷的防护做到位，船闸机电设备就会更加安全。直击雷防护有专门的防直击雷设备，这样的设备不用改造建筑，只需要在相应点都放上防护设备，就可以很有效的避免直击雷出现时候带来的损毁。因为其是可观测的灾害，所以不论是针对还是防护都可以十分有效。

2.3接地技术

所有防雷工作最终都会通过接地来释放雷电，所以雷电的接地环节与船闸机电设备的防雷工作密不可分。目前最常用的方法就是在地下0.6-0.8m的土里设下垂直和水平的装置来实现雷电能量的释放工作，地下接地末梢与大地的接触面积越大，它的释放效果越好，也减少了雷电电流的反击破坏对人带来的伤害。所以保护船闸机电设备的过程中对连接地面的设备应该重视。同时在多个防雷系统之间也要做好协调，并时刻对系统进行更新与升级来完成保护船闸机电设备工作。

结语

总的来说，要提高船闸机电设备的运行效率，减少损坏与故障，毕竟每一次损坏都会造成可视的与不可视的经济损失，甚至危及生命。而防雷技术是保护船闸机电设备不可缺少的的技术手段之一，也是对雷电灾害进行防御的主要手段。虽然目前我们的技术可以面对大部分的雷电灾害，但是我们不能停止探索、停止防雷技术的进步。只有这样我们才能在未来更好的去处理雷电灾害，让船闸机电设备在任何时候都可以更好的运作。

 

参考文献：

[1]赵维友. 防雷技术在船闸机电设备保护中的应用探讨[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2014(22).

[2]顾小文. 浅谈避雷和接地对船闸机电设备的保护[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2013(24).

[3]苏禹. 船闸机电设备预防性养护技术探讨[J]. 中国水运, 2017, 38(12):71-72.