大坝安全监测自动化系统防雷研究

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1、大坝安全监测自动化系统防雷研究　　摘要：针对水电站大坝自动化安全监测系统极易遭受雷击的问题，分析系统的组成+及遭受雷电侵袭的种类，提出系统在电源、通信线路、传感器、接地等方面的防雷措施及建议。关键词：水电站大坝；自动化安全监测系统；防雷；测控装置Abstract:Basedonthedamsafetymonitoringautomationsystemisveryvulnerabletolightning,lightninginvasionbyspeciescompositionandanalysissystem.Thispaperputsforwardthesolvingmeasure

2、sandsuggestionsinthepowersupply,communicationlines,sensor,groundingandotheraspectsofthesystem.Keywords:hydropowerdamsafetymonitoringautomationsystem;lightningprotection;device;中图分类号：TV698.2+3文献标识码：A文章编号：8为了提高现代化管理水平，要及时掌握大坝的运行状态，目前水电站大坝均安装了自动化安全监测系统。由于大坝自动化安全监测系统设备多处于复杂的地理环境中，极易遭受雷击，导致测控装置（ＭＣＵ）、传

3、感器、电源等设备的损坏，造成ＭＣＵ失控、传感器失效和读数跳跃，甚至使大坝安全监测系统瘫痪；而且系统遭受雷击后维护困难，投资大。１大坝自动化安全监测系统的组成大坝自动化安全监测系统由大坝自动化安全监测数据采集系统和大坝自动化安全监测信息管理系统两部分构成，主要监测项目包括变形监测、渗流监测、压力监测、环境量（水文、气象）监测等。大坝自动化安全监测数据采集系统采用分层分布式采集结构，由大坝现场的传感器、数据采集单元（ＤＡＵ）和测控装置（ＭＣＵ）等部分组成。测控装置是大坝安全监测自动化系统的关键设备，具有对接入系统的监测仪器进行自动测量、数据存储、与监控计算机进行数据传输等功能。大坝自动化安全

4、监测信息管理系统由监控主机（中央控制装置）、管理主机（工作站）、服务器和大坝安全监测信息管理系统软件等组成，构成安全管理监测局域网，对外可以与其他局域网和广域网互联。监控主机是大坝安全监测自动化系统的中央节点，数据采集软件安装在监控主机上，对现场所有设备进行统一控制和管理。２大坝自动化安全监测系统遭雷电侵袭的种类大坝自动化安全监测系统所接入的仪器设备种类广、数量多，用于传输电源或信号的电缆在野外分布范围广、传输距离长，致使系统经常遭受雷击。8２．１直击雷带电云团对地面或地面上的物体直接放电，使该处地面或该物体遭受直接雷击，称为直击雷。突出建筑物或暴露在外的各种设备容易直接被雷电击中，强大

5、的雷电流会损坏设备，摧毁建筑物。如，监控机房，布置在野外的电源线等易遭直击雷，可以通过安装避雷针或避雷带进行防雷。２．２感应雷雷击发生前，由于雷电云团和雷电流的强电场在导线上感应出大量异号电荷，在雷电流击中附近地面后，导线上的感应电荷迅速释放，产生强大的电流，称为感应雷击。强大感应雷电流会对通信线路，传感器设备造成严重损坏。２．３雷电磁脉冲干扰当雷击发生时，由于雷电流迅速变化，在其周围空间产生瞬变的强电磁场，出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，诱发强大的雷击电磁脉冲，强大的脉冲电流对周围导线或金属物因电磁感应而产生高电压以致发生闪络。雷电磁脉冲对设备的损害没有直击雷强烈，但其破坏概

6、率比直击雷大很多。３大坝自动化安全监测系统防雷措施8大坝自动化安全监测系统为弱电系统，容易遭感应雷击和外界电磁环境的干扰。通过综合利用屏蔽、接地和滤波等措施，以增强系统电源、通信和传感器部分的防雷性能，可基本避免系统被雷电磁脉冲所干扰，降低雷击对系统的影响。３．１系统电源防雷大坝自动化安全监测系统是一个实时在线运行系统，电源系统采用交流供电方式。由于各个观测站相对距离较远，电源输电线路较长，为避免感应雷击，各个观测站的电源就近接入箱式变电站，在观测站总电源安装浪涌稳压保护器，作为电源防护的第１级保护措施，在各观测房内增设隔离变压器作为电源的第２级保护措施，以防止雷电波通过电源线路对设备造

7、成损坏。为了保证ＭＣＵ和监控计算机的电源稳定安全［１］，对电源进行净化处理，采取稳压、隔离和防雷措施。具体措施有：在电源接入处设置３级避雷保护装置，包括安装浪涌稳压保护器作为第１级电源保护，安装压敏电阻作为第２级电源保护，安装反应灵敏的二级管作为第３级电源保护；电源线采用带铜网屏蔽层的电缆，并穿钢管埋地敷设，对电磁干扰和感应雷电有较好作用；在电源附近安装避雷针和避雷线，防止直击雷发生；在电源出口以及ＭＣＵ入口处，安装防雷器和隔离变压