水库自动遥测站中隔绝式防雷技术研究.pdfVIP

ｄｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１９２３５２０１４０４０３４　　　　　　　　　　　　 　 　 　２０１４年第４期 ·ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲ　人民珠江 水库自动遥测站中隔绝式防雷技术研究 １，２ １，２ １ １ 高月明 ，钟道清 ，沈 正 ，黄志旺 （１．珠江水利科学研究院，广东 广州 ５１０６１０；２．广东华南水电高新技术开发有限公司，广东 广州 ５１０６１０） 摘 要：在对遥测设备雷击成因分析的基础上，基于法拉第笼原理和等位体原理，提出了多层防护手段的隔绝式防 雷技术体系，将感应雷防护系统和直击雷防护系统进行绝缘隔离，有效解决了目前野外测量设备易遭雷击的痼疾。 关键词：多层防护手段；隔绝式防雷；水库自动遥测站 中图分类号：Ｐ３３２　　文献标识码：Ｂ　　文章编号：１００１９２３５（２０１４）０４００９９０３ ０　前言 ２　遥测设备雷击成因及雷击概率分析 水库安全度汛一直是防汛抗洪的难点和重点。随着信 雷电放电过程中会产生强大的静电感应和磁场感应，最 息化技术的发展，水库水雨情自动遥测技术广泛开展，近年 终在附近金属物体或引线产生瞬间尖峰冲击电压而破坏设 ［１］ 来已经向中小型水库普及，为水库的安全管理与运行调度提 备 。遥测设备的雷击成因主要有： 供及时准确的信息，为相关部门和领导科学决策提供依据。 ａ）直击雷。直击雷直接击中水库自动遥测站设备，造 水库自动遥测系统大多安装在空旷的野外，防雷问题决 成遥测设备部分或全部电路损坏。因自动遥测站均安装有 定着其运行的安全性。一个好的系统，必须要做好防雷工 避雷装置，所以这种情况比较少见。 作，否则，越是在需要水雨情信息的雷雨天气，越容易发生故 ｂ）落地雷，即雷击引起地电位的升高。在直击雷雷击 障，造成系统通信中断，影响效益发挥。此外，雷电损坏后返 点的附近引起地电位的升高，高电位通过设备的接地线引入 修成本巨大。因此，防雷成为自动遥测系统正常运行需要解 到电路，造成电路元器件的损坏。 决的问题。 ｃ）感应雷。来自雷电的静电感应和电磁感应形成高电 １　水库自动遥测站基本情况 压脉冲，在各种线缆中感应出几千伏到几十千伏的高电压。 水库自动遥测站的主要功能是智能化地采集水库水情、 由于水位计、雨量计、摄像头、遥测终端机等设备均集成了半 雨情、实时现场图像（视频）等信息，这些信息经加密后通过 导体、电路芯片等元器件，所以出现这种情况，一般会影响到 无线数据通信（ＧＰＲＳ）网络和互联网传输到服务器，为决策 各传感器，造成严重损毁。 提供依据。 通过建设多年自动遥测系统的实际维护记录分析可知， 水库自动遥测站主要由各类传感器（例如水位计、雨量 直击雷破坏发生概率约为０１％。对于接近地面的水库遥测 计、摄像头等）、遥测终端机（ＲＴＵ）、太阳能电池板、蓄电池等 设备而言，９９９％的雷电损害来自于设备附近的落地雷以及 部件组成。其中各类传感器、遥测终端机均由诸多集成电路 设备附近的高空雷形成的感应雷击，因此感应雷过电压是造 芯片等弱电元器件组成，而这些高度集成的电路芯片对雷电 成遥测设备受损的主要原因。感应雷电侵入损坏弱电设备 等侵入电流极其敏感，对过电压的承受能力很低，极易引起 的主要途径有以下两点［１］： 感应雷过电压通过遥测设备的 ① 系统失灵或元器件的损坏。 电源线路侵入； 感应雷过电压通过遥测设备的信号传输