工業電視網絡系統防雷策略

時間:2022-05-30 09:06:00

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工業電視網絡系統防雷策略

1引言

隨著現代化工業的發展,自動化控制、電視監控系統被廣泛應用于管理系統中。由于工業電視、網絡分布范圍廣,且很多工業電視設備分布在空曠、較高的位置,是比較容易遭受雷擊的區域。防止工業電視、網絡系統被雷擊,是確保自動化控制系統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,系統復雜,設備分布分散。2010年多次遭雷擊,其中變電所高壓遭雷擊兩次,嚴重的一次入戶的線路被擊斷,按現場情況分析是直擊雷;另外全礦的工業電視監控系統、工業以太網絡系統也多次遭遇雷擊,全礦工業電視監控系統、網絡系統80%的設備均有不同程度的損壞,造成嚴重的經濟損失。

2防雷設施存在的問題

針對實際情況,對我礦防雷設施進行了一次清查,發現存在的問題如下:

(1)接地引線接法不正確辦公主樓主接地極與設備工作接地接在同一接地極上,此錯誤的接法是造成監控設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,通過接地引線導向大地的電流按1000A估算,在接頭處將產生500V的電壓,由于監控設備的接地引線與此接地極綁扎在同一點上,此500V的電壓將沿著監控設備的接地引線倒流至監控設備,足以使監控設備被擊毀。

(2)房頂避雷設施被破壞,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,鋼架結構之間、彩鋼瓦與鋼架結構之間接觸不嚴密均導致接地電阻大。

(3)辦公主樓入戶電源無避雷設施,監控線路入戶直接進入終端設備,造成大部分設備電源被擊毀,嚴重的造成整個設備被擊毀,無修復價值。

(4)接地極不合格,實測接地電阻大。

3防雷整改方案

針對發現問題,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,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)加固樓頂鋼結構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,減少雷電的感應電對設備的破壞。

(4)按實際使用的監控設備,分別在每臺設備入口端安裝防雷設備,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,用于辦公樓內工業電視、網絡系統較為集中的機房內設備的接地極。

4結語

防雷系統經改造后,系統工作可靠,工業電視、網絡設備沒有出現被雷擊的現象。改造過程中的幾點體會如下:

(1)安裝工業電視、網絡設備前,應先考慮周圍環境,設計可靠的防雷方案,做到預防為主,主動戰勝自然。大多設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,按設計施工,把住質量關,強化職工責任心。在被雷擊案例中,許多設備有接地極,但由于職工責任心不強,工作不認真,造成接地極質量很差,致使設備遭受雷擊。

(3)各種傳輸線路應盡可能選擇光纖傳輸,可減少雷擊環節。

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

(5)在設備集中的地方,盡可能形成接地網,且確保設備多處與接地極可靠連接。

(6)盡可能縮短設備到接地極距離,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)加強防雷系統的維護工作,按期測量接地電阻,定期檢查防雷設備、線路及連接狀態。

(8)當長期不下雨、天氣干燥時,接地極的放電性能會大大減弱,此時如出現先打雷后下雨天氣,對電力系統、工業電視系統、網絡系統等危害非常大。為此,如出現上述情況,應隨時注視土壤狀況,人為給接地極注水,提高放電性能。