工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷策略

時間:2022-05-30 09:06:00

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工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷策略

1引言

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展,自動化控制、電視監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于管理系統(tǒng)中。由于工業(yè)電視、網(wǎng)絡(luò)分布范圍廣,且很多工業(yè)電視設(shè)備分布在空曠、較高的位置,是比較容易遭受雷擊的區(qū)域。防止工業(yè)電視、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被雷擊,是確保自動化控制系統(tǒng)正常工作的重要前提。我礦有露天、井工兩種開采方式,礦山布置廣闊,系統(tǒng)復(fù)雜,設(shè)備分布分散。2010年多次遭雷擊,其中變電所高壓遭雷擊兩次,嚴(yán)重的一次入戶的線路被擊斷,按現(xiàn)場情況分析是直擊雷;另外全礦的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也多次遭遇雷擊,全礦工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)80%的設(shè)備均有不同程度的損壞,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。

2防雷設(shè)施存在的問題

針對實際情況,對我礦防雷設(shè)施進行了一次清查,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:

(1)接地引線接法不正確辦公主樓主接地極與設(shè)備工作接地接在同一接地極上,此錯誤的接法是造成監(jiān)控設(shè)備遭遇雷擊的主要原因。辦公主樓在附近建筑物中比較高,易接雷電,由主樓向下共3個接地極,3條鋼絞線做接地引線,接地極與鋼絞線用鋁線綁扎,這種連接方式接頭電阻較大,實測接頭電阻2Ω以上。遭遇雷擊時,通過接地引線導(dǎo)向大地的電流按1000A估算,在接頭處將產(chǎn)生500V的電壓,由于監(jiān)控設(shè)備的接地引線與此接地極綁扎在同一點上,此500V的電壓將沿著監(jiān)控設(shè)備的接地引線倒流至監(jiān)控設(shè)備,足以使監(jiān)控設(shè)備被擊毀。

(2)房頂避雷設(shè)施被破壞,接法不正確辦公主樓建于1980年代初期,樓頂四周有防雷帶,通過接地引線與接地極相連接,樓頂為平頂,由于年久失修,屋頂有多處漏水,我礦于2008年夏季對樓頂進行大修,用新型材料彩鋼瓦重新鋪設(shè)樓頂,達到了防漏、美觀的目的。由于辦公主樓中間部分為6層,東西兩側(cè)為5層,辦公樓頂分為3部分,3個部分的彩鋼瓦沒有可靠地連接在一起,即3個部分獨立與地相連,使接地電阻增大,向大地導(dǎo)雷電的效果相對較差。施工過程中,接地引線與鋼架搭接長度不夠,焊接不牢固,鋼架結(jié)構(gòu)之間、彩鋼瓦與鋼架結(jié)構(gòu)之間接觸不嚴(yán)密均導(dǎo)致接地電阻大。

(3)辦公主樓入戶電源無避雷設(shè)施,監(jiān)控線路入戶直接進入終端設(shè)備,造成大部分設(shè)備電源被擊毀,嚴(yán)重的造成整個設(shè)備被擊毀,無修復(fù)價值。

(4)接地極不合格,實測接地電阻大。

3防雷整改方案

針對發(fā)現(xiàn)問題,制定有針對性的防雷整改方案,具體如下:

(1)辦公主樓接地引導(dǎo)線與接地極用鋁線綁扎的接頭,在新綁扎時電阻很小,但時間長了,在接觸面上會產(chǎn)生氧化膜阻礙放電電流,即放電電阻變大,實測接頭電阻均在2Ω以上。為此對接地引線進行打磨,接頭用電焊焊接,焊接后電阻接近0。

(2)原接地極下部預(yù)埋時放入木炭及鹽(NaCl),開始的時候,接地電阻較小,但時間長了,鹽與接地極反應(yīng),在接地極表面形成大量的氧化膜,阻礙了放電電流,所以,實測接地電阻在20Ω以上,不能滿足避雷要求。為此,重新預(yù)埋新的接地極,更新土壤,加木炭,用足夠大的銅板做接地極,引出線采用焊接,制成后實測接地電阻小于10Ω,3處接地極通過樓頂連接后,接地電阻再次降低至4Ω。

(3)加固樓頂鋼結(jié)構(gòu)架與接地引線搭接長度并加固、并將3個接地部分可靠連接,有效釋放表面的靜電荷,減少雷電的感應(yīng)電對設(shè)備的破壞。

(4)按實際使用的監(jiān)控設(shè)備,分別在每臺設(shè)備入口端安裝防雷設(shè)備,并做良好的接地極,接地電阻在4Ω以下。

(5)辦公主樓有兩條入戶線路,在兩條入戶線路入口分別設(shè)置三級避雷裝置。

(6)重新制作1處接地電阻在1Ω以下的接地極,用于辦公樓內(nèi)工業(yè)電視、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為集中的機房內(nèi)設(shè)備的接地極。

4結(jié)語

防雷系統(tǒng)經(jīng)改造后,系統(tǒng)工作可靠,工業(yè)電視、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有出現(xiàn)被雷擊的現(xiàn)象。改造過程中的幾點體會如下:

(1)安裝工業(yè)電視、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備前,應(yīng)先考慮周圍環(huán)境,設(shè)計可靠的防雷方案,做到預(yù)防為主,主動戰(zhàn)勝自然。大多設(shè)備被雷擊的原因是根本沒有采取防雷措施,所以工作被動。

(2)加強工程管理,按設(shè)計施工,把住質(zhì)量關(guān),強化職工責(zé)任心。在被雷擊案例中,許多設(shè)備有接地極,但由于職工責(zé)任心不強,工作不認(rèn)真,造成接地極質(zhì)量很差,致使設(shè)備遭受雷擊。

(3)各種傳輸線路應(yīng)盡可能選擇光纖傳輸,可減少雷擊環(huán)節(jié)。

(4)接地體以銅質(zhì)材料為主;接地體周圍土壤盡可能更換導(dǎo)電性能好的地質(zhì),在土壤中不放鹽。

(5)在設(shè)備集中的地方,盡可能形成接地網(wǎng),且確保設(shè)備多處與接地極可靠連接。

(6)盡可能縮短設(shè)備到接地極距離,減少連接線的長度,且保證連接線中間無接頭,特別要注意連接線與接地極之間接頭處電阻值。

(7)加強防雷系統(tǒng)的維護工作,按期測量接地電阻,定期檢查防雷設(shè)備、線路及連接狀態(tài)。

(8)當(dāng)長期不下雨、天氣干燥時,接地極的放電性能會大大減弱,此時如出現(xiàn)先打雷后下雨天氣,對電力系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等危害非常大。為此,如出現(xiàn)上述情況,應(yīng)隨時注視土壤狀況,人為給接地極注水,提高放電性能。