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摘要：东钱湖水厂地处高位，近几年的雷暴天气等恶劣天气对水厂的自控设备、监控设备和在线仪表以及办公设备造成较大的损失。所以对水厂的防雷措施进行改造升级，更好的保障水厂的供水安全。
关键词：雷电防护，雷电感应，避雷器。
中图分类号：S761文献标识码： A
城市供水作为与市民生活息息相关的市政公用行业，供水保障重要性不言而喻，而东钱湖水厂区域范围大，地形复杂，土壤条件差，靠近东钱湖大型水域每年都有雷击发生，且每年因雷电感应都会造成设备损坏，像流量计、监控、液位仪、浊度仪、网络等设备，影响了水厂的正常生产、生活。
1.直击雷
在水厂的最高点建筑物上因设置避雷针，以加强保护建筑物和室外人员安全。
2.雷电感应
从现场勘察看，在雷电闪击时，极易引起水厂内从多大楼内部的感应过电压主要有以下几个方面：
（1）大楼避雷针或带在拦击大电流(一般不超过40KA)其先导在经引下线入地过程中在周围空间会感应出很强大的电磁场，此时大楼内部的电源线、数据线极易受感应电流的冲击而损坏。
（2）雷电“绕击”现象引起的对内部设备的感应雷击。这种绕击电流往往为10KA左右，避雷带接闪器无法拦截它，其先导可能闪击站旁侧的某个部位，此时机房内的电子设备极易被感应雷电流击坏，此现象见图1。
图1
（3）当户外线路遭到直接雷击时，线路中的大电流窜入大楼内
部，引起对内部设备的损坏；或当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时，雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间的电源线、信号线、数据线因感应，产生的过电压，其传输设备，使之损坏。
（4）雷电流引起的"地电位反击"大楼附近遭直接雷击时，入地雷电流使地电位骤然升高，以电阻方式耦合至中线或地线；破坏设备。
（5）操作过电压引起的危害，这大多发生在设备开关、输电线路短路、周围大容量电器设备运行时，产生的工业电干扰或操作过电压，在电源线上会产生5000-6000V、3KA的浪涌过电压及浪涌电流，它们窜入大楼内同样会产生很大的破坏性后果。
3.防雷措施
东钱湖水厂内设备损坏主要受到雷电感应的危害，由于水厂建造时未进行弱电系统防雷整体规划，导致水厂区域地下管网众多和通讯信号线路基本都是走同一或部分同一的线路，因此大大增加了感应过电压进入重要设备导致损坏的可能性和防御雷电感应的难度。
水厂内在建造时监控设备已安装相应的SPD，大部分生产活动厂房和办公区域的电源系统也安装了相应的SPD，且只做了一般性设备的防雷保护要求。在实际使用过程中，水厂的地理位置和特殊性每年都遭受雷电危害，影响了正常的生产和生活，厂内的原有防雷措施无法满足和保护一些重要设备的防雷保护要求，如PLC站、中央机房以及室外设备流量计、液位仪、监控等重要设备，因此要加大对重要设备防雷保护措施的整改和完善。
水厂内的流量计、液位仪等设备属于专用设备，无法在设备端安装配套的专业SPD，即使安装专业SPD也未必起到多大的防雷效果，应地制宜以接地、屏蔽等最有效的手段解决或改善目前的防雷状况。
1、液位计防雷措施
厂区内污泥井区域3个、吸水井2个、配水井1个的液位计室外探头接地处理，滤池区域室内金属桥架接地处理。
2、浊度仪防雷措施
沉淀池区区域8个浊度仪室外仪器，室内金属桥架接地处理。
3、流量计防雷措施
（1）流量计室内电源系统安装三级浪涌保护器，railM255电源避雷器，标称放电电流5KA，能对电子设备做到精细过压的保护。
（2）流量计室外部分设置大型水平接地网，每个流量计室外部分上方采用5号镀锌扁钢、高效接地棒、降阻剂等材料设置15m*20m左右的一个地网并与流量室内的金属构件和设备连接。避免设备受到感应雷或直击雷处于不同电位而形成电位差损坏设备。
4、室外监控接地措施
水厂内分布着数量众多的监控探头，重新设置监控头的避雷针。每个监控点采用5号镀锌角钢、5号镀锌扁钢、降阻剂等材料设置一组长度为20米左右的接地体。
5、PLC站防雷措施
（1）厂区内6个PLC站内所有进入站的通信信号线路在入户端作接地处理。
（2）站内的工业交换机安装RJ45网络SPD并在外壳作接地处理。
（3）厂区内6个PLC站机柜做等电位接地处理。
（4）厂区内6个PLC站门窗作等电位屏蔽接地处理。
6、中央控制机房防雷措施
（1）所有进入的通信信号线路在入户端作接地处理。
（2）工业交换机安装RJ45网络SPD并在外壳作接地处理。
（3）机房内静电地板做等电位接地处理。
（4）机房内门窗作等电位屏蔽接地处理。
（5）机房内电源系统安装三级浪涌保护器，railM255电源避雷器，标称放电电流5KA，能对电子设备做到精细过压的保护。
7、联合接地
厂区内办公区域、主配电房、吸水井等建筑物都是独立接地，将以上建筑地网进行合并组成联合接地网，能进一步降低电阻值和加快雷电能量的释放。
8、避雷针
在吸水井顶部安装一支提前放电避雷针，滤池区域和沉淀池区域建筑物顶部各安装一支提前放电避雷针，以加强保护建筑物和室外人员安全。以上3支独立避雷针设置高度为5米。
9、机房接地
行政楼1楼网络机房、门卫监控机房各设置一组人工接地体，并对室内设备进行等电位接地处理。
10、二级电源浪涌保护器安装
在行政楼总配电、门卫配电箱、实验楼总配电、中央机房楼层配电、宿舍总配电、实验楼总配电、脱水间、PLC站（6个）、脱泥机（8个）各安装一套KPA385/30M二级浪涌保护器。该浪涌保护器标称通流量30KA，与原配电系统采用并联方式连接。
4.具体的安装要求
埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢；埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100 mm2，其厚度不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。接地线应与水平接地体的截面相同。人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受地方限制时可适当减小。
垂直接地体多使用角钢或钢管，一般应按设计所提数量和规格进行加工。长度宜为2. 5m，两接地体间距宜为5m。通常情况下，在一般土壤中采用角钢接地体，在坚实土壤中采用钢管接地体。应将打入地下的一端加工成尖形。为了防止将钢管或角钢打劈，可用圆钢加工一种护管帽套入钢管端，或用一块短角钢（约长10 cm）焊在接地角钢的一端。
接地装置需埋于地表层以下，一般接地体顶部距地面不应小于0.6m。一般沟深0. 8-1m，沟的上部宽0.6m，底部宽0.4m，沟的中心线与建筑物或构筑物的距离不宜小于2m。
沟挖好后应尽快敷设接地体，以防止塌方。接地体一般采用手锤打入地中，接地体与地面应保持垂直，防止接地体与土壤产生间隙，增加接地电阻影响散流效果。
人工接地线采用扁钢或圆钢，并应敷设在易于检查的地方，且应有防止机械损伤及防止化学腐蚀的保护措施。自然接地线如建筑物的金属结构（梁、柱等）及设计规定的混凝土结构内部的钢筋、生产用的金属结构（起重机轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等）、配线的钢管、电缆的金属构架及铅、铝包皮（通讯电缆除外）等接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离越短越好。当接地线与电缆或其他电线交叉时，其间距至少要维持25mm。
所有电气设备都需要单独地敷设接地支线，不可将电气设备串联接地。
接地体（线）连接时的搭接长度为：扁钢与扁钢连接为其宽度的两倍，当宽度不同时，以窄的为准，且至少3个棱边焊接；圆钢与圆钢连接为其直径的6倍；圆钢与扁钢连接为圆钢直径的6倍；扁钢与钢管（角钢）焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外，还应焊以由扁钢弯成的弧形（或直角形）卡子，或直接将接地扁钢本身弯成弧形（或直角形）与钢管（或角钢）焊接。
针对机房重要部位，采用在机房防静电地板下，沿着地面上布置30*3紫铜排，形成闭合环接地汇流母排进行等电位连接，将配电箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等穿过各防雷区交界的金属部件和系统(设备的外壳)，以及对防静电地板下的隔离架进行多点等电位接地就进至汇流排。并采用等电位连接线4-10mm2铜芯线螺栓紧固的线夹作为连接材料。同时在机房找出建筑物主钢筋或户外人工接地体，经测试接地连接良好，用镀锌扁钢将接地汇流母排与之连接起来。
PLC站和机房内的电气设备（计算机机柜、计算机、等重要设备）、门窗等金属设备外壳用6平方双色接地线连接与汇流接地排做可靠的接地连接。（PLC站内设备与机柜接地排连接）
通過以上对各设备的防雷保护措施，能更好的应对雷暴等恶劣天气，尽量减少雷电感应对水厂的自控设备、监控设备和在线仪表以及办公设备造成损失。更好的保障水厂的供水安全。
参考文献
[1] GB50343-2004, 建筑物内电子信息系统防雷技术规范[S].
[2] 肖永利, 柏章明, 王文发. 水厂自动化控制系统防雷技术和措施[J]. 供水技术, 2010年12月第4卷 第6期.
[3] 建设部“防雷与接地”强制性条文
作者简介：江怡（1980-），女，浙江宁波市人，工程师，主要从事水厂的雷电防护。
关键词：雷电防护，雷电感应，避雷器。
中图分类号：S761文献标识码： A
城市供水作为与市民生活息息相关的市政公用行业，供水保障重要性不言而喻，而东钱湖水厂区域范围大，地形复杂，土壤条件差，靠近东钱湖大型水域每年都有雷击发生，且每年因雷电感应都会造成设备损坏，像流量计、监控、液位仪、浊度仪、网络等设备，影响了水厂的正常生产、生活。
1.直击雷
在水厂的最高点建筑物上因设置避雷针，以加强保护建筑物和室外人员安全。
2.雷电感应
从现场勘察看，在雷电闪击时，极易引起水厂内从多大楼内部的感应过电压主要有以下几个方面：
（1）大楼避雷针或带在拦击大电流(一般不超过40KA)其先导在经引下线入地过程中在周围空间会感应出很强大的电磁场，此时大楼内部的电源线、数据线极易受感应电流的冲击而损坏。
（2）雷电“绕击”现象引起的对内部设备的感应雷击。这种绕击电流往往为10KA左右，避雷带接闪器无法拦截它，其先导可能闪击站旁侧的某个部位，此时机房内的电子设备极易被感应雷电流击坏，此现象见图1。
图1
（3）当户外线路遭到直接雷击时，线路中的大电流窜入大楼内
部，引起对内部设备的损坏；或当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时，雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间的电源线、信号线、数据线因感应，产生的过电压，其传输设备，使之损坏。
（4）雷电流引起的"地电位反击"大楼附近遭直接雷击时，入地雷电流使地电位骤然升高，以电阻方式耦合至中线或地线；破坏设备。
（5）操作过电压引起的危害，这大多发生在设备开关、输电线路短路、周围大容量电器设备运行时，产生的工业电干扰或操作过电压，在电源线上会产生5000-6000V、3KA的浪涌过电压及浪涌电流，它们窜入大楼内同样会产生很大的破坏性后果。
3.防雷措施
东钱湖水厂内设备损坏主要受到雷电感应的危害，由于水厂建造时未进行弱电系统防雷整体规划，导致水厂区域地下管网众多和通讯信号线路基本都是走同一或部分同一的线路，因此大大增加了感应过电压进入重要设备导致损坏的可能性和防御雷电感应的难度。
水厂内在建造时监控设备已安装相应的SPD，大部分生产活动厂房和办公区域的电源系统也安装了相应的SPD，且只做了一般性设备的防雷保护要求。在实际使用过程中，水厂的地理位置和特殊性每年都遭受雷电危害，影响了正常的生产和生活，厂内的原有防雷措施无法满足和保护一些重要设备的防雷保护要求，如PLC站、中央机房以及室外设备流量计、液位仪、监控等重要设备，因此要加大对重要设备防雷保护措施的整改和完善。
水厂内的流量计、液位仪等设备属于专用设备，无法在设备端安装配套的专业SPD，即使安装专业SPD也未必起到多大的防雷效果，应地制宜以接地、屏蔽等最有效的手段解决或改善目前的防雷状况。
1、液位计防雷措施
厂区内污泥井区域3个、吸水井2个、配水井1个的液位计室外探头接地处理，滤池区域室内金属桥架接地处理。
2、浊度仪防雷措施
沉淀池区区域8个浊度仪室外仪器，室内金属桥架接地处理。
3、流量计防雷措施
（1）流量计室内电源系统安装三级浪涌保护器，railM255电源避雷器，标称放电电流5KA，能对电子设备做到精细过压的保护。
（2）流量计室外部分设置大型水平接地网，每个流量计室外部分上方采用5号镀锌扁钢、高效接地棒、降阻剂等材料设置15m*20m左右的一个地网并与流量室内的金属构件和设备连接。避免设备受到感应雷或直击雷处于不同电位而形成电位差损坏设备。
4、室外监控接地措施
水厂内分布着数量众多的监控探头，重新设置监控头的避雷针。每个监控点采用5号镀锌角钢、5号镀锌扁钢、降阻剂等材料设置一组长度为20米左右的接地体。
5、PLC站防雷措施
（1）厂区内6个PLC站内所有进入站的通信信号线路在入户端作接地处理。
（2）站内的工业交换机安装RJ45网络SPD并在外壳作接地处理。
（3）厂区内6个PLC站机柜做等电位接地处理。
（4）厂区内6个PLC站门窗作等电位屏蔽接地处理。
6、中央控制机房防雷措施
（1）所有进入的通信信号线路在入户端作接地处理。
（2）工业交换机安装RJ45网络SPD并在外壳作接地处理。
（3）机房内静电地板做等电位接地处理。
（4）机房内门窗作等电位屏蔽接地处理。
（5）机房内电源系统安装三级浪涌保护器，railM255电源避雷器，标称放电电流5KA，能对电子设备做到精细过压的保护。
7、联合接地
厂区内办公区域、主配电房、吸水井等建筑物都是独立接地，将以上建筑地网进行合并组成联合接地网，能进一步降低电阻值和加快雷电能量的释放。
8、避雷针
在吸水井顶部安装一支提前放电避雷针，滤池区域和沉淀池区域建筑物顶部各安装一支提前放电避雷针，以加强保护建筑物和室外人员安全。以上3支独立避雷针设置高度为5米。
9、机房接地
行政楼1楼网络机房、门卫监控机房各设置一组人工接地体，并对室内设备进行等电位接地处理。
10、二级电源浪涌保护器安装
在行政楼总配电、门卫配电箱、实验楼总配电、中央机房楼层配电、宿舍总配电、实验楼总配电、脱水间、PLC站（6个）、脱泥机（8个）各安装一套KPA385/30M二级浪涌保护器。该浪涌保护器标称通流量30KA，与原配电系统采用并联方式连接。
4.具体的安装要求
埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢；埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100 mm2，其厚度不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。接地线应与水平接地体的截面相同。人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受地方限制时可适当减小。
垂直接地体多使用角钢或钢管，一般应按设计所提数量和规格进行加工。长度宜为2. 5m，两接地体间距宜为5m。通常情况下，在一般土壤中采用角钢接地体，在坚实土壤中采用钢管接地体。应将打入地下的一端加工成尖形。为了防止将钢管或角钢打劈，可用圆钢加工一种护管帽套入钢管端，或用一块短角钢（约长10 cm）焊在接地角钢的一端。
接地装置需埋于地表层以下，一般接地体顶部距地面不应小于0.6m。一般沟深0. 8-1m，沟的上部宽0.6m，底部宽0.4m，沟的中心线与建筑物或构筑物的距离不宜小于2m。
沟挖好后应尽快敷设接地体，以防止塌方。接地体一般采用手锤打入地中，接地体与地面应保持垂直，防止接地体与土壤产生间隙，增加接地电阻影响散流效果。
人工接地线采用扁钢或圆钢，并应敷设在易于检查的地方，且应有防止机械损伤及防止化学腐蚀的保护措施。自然接地线如建筑物的金属结构（梁、柱等）及设计规定的混凝土结构内部的钢筋、生产用的金属结构（起重机轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等）、配线的钢管、电缆的金属构架及铅、铝包皮（通讯电缆除外）等接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离越短越好。当接地线与电缆或其他电线交叉时，其间距至少要维持25mm。
所有电气设备都需要单独地敷设接地支线，不可将电气设备串联接地。
接地体（线）连接时的搭接长度为：扁钢与扁钢连接为其宽度的两倍，当宽度不同时，以窄的为准，且至少3个棱边焊接；圆钢与圆钢连接为其直径的6倍；圆钢与扁钢连接为圆钢直径的6倍；扁钢与钢管（角钢）焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外，还应焊以由扁钢弯成的弧形（或直角形）卡子，或直接将接地扁钢本身弯成弧形（或直角形）与钢管（或角钢）焊接。
针对机房重要部位，采用在机房防静电地板下，沿着地面上布置30*3紫铜排，形成闭合环接地汇流母排进行等电位连接，将配电箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等穿过各防雷区交界的金属部件和系统(设备的外壳)，以及对防静电地板下的隔离架进行多点等电位接地就进至汇流排。并采用等电位连接线4-10mm2铜芯线螺栓紧固的线夹作为连接材料。同时在机房找出建筑物主钢筋或户外人工接地体，经测试接地连接良好，用镀锌扁钢将接地汇流母排与之连接起来。
PLC站和机房内的电气设备（计算机机柜、计算机、等重要设备）、门窗等金属设备外壳用6平方双色接地线连接与汇流接地排做可靠的接地连接。（PLC站内设备与机柜接地排连接）
通過以上对各设备的防雷保护措施，能更好的应对雷暴等恶劣天气，尽量减少雷电感应对水厂的自控设备、监控设备和在线仪表以及办公设备造成损失。更好的保障水厂的供水安全。
参考文献
[1] GB50343-2004, 建筑物内电子信息系统防雷技术规范[S].
[2] 肖永利, 柏章明, 王文发. 水厂自动化控制系统防雷技术和措施[J]. 供水技术, 2010年12月第4卷 第6期.
[3] 建设部“防雷与接地”强制性条文
作者简介：江怡（1980-），女，浙江宁波市人，工程师，主要从事水厂的雷电防护。