工业电视网络系统防雷策略

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1引言

随着现代化工业的发展，自动化控制、电视监控系统被广泛应用于管理系统中。由于工业电视、网络分布范围广，且很多工业电视设备分布在空旷、较高的位置，是比较容易遭受雷击的区域。防止工业电视、网络系统被雷击，是确保自动化控制系统正常工作的重要前提。我矿有露天、井工两种开采方式，矿山布置广阔，系统复杂，设备分布分散。2010年多次遭雷击，其中变电所高压遭雷击两次，严重的一次入户的线路被击断，按现场情况分析是直击雷；另外全矿的工业电视监控系统、工业以太网络系统也多次遭遇雷击，全矿工业电视监控系统、网络系统80%的设备均有不同程度的损坏，造成严重的经济损失。

2防雷设施存在的问题

针对实际情况，对我矿防雷设施进行了一次清查，发现存在的问题如下：

（1）接地引线接法不正确办公主楼主接地极与设备工作接地接在同一接地极上，此错误的接法是造成监控设备遭遇雷击的主要原因。办公主楼在附近建筑物中比较高，易接雷电，由主楼向下共3个接地极，3条钢绞线做接地引线，接地极与钢绞线用铝线绑扎，这种连接方式接头电阻较大，实测接头电阻2Ω以上。遭遇雷击时，通过接地引线导向大地的电流按1000A估算，在接头处将产生500V的电压，由于监控设备的接地引线与此接地极绑扎在同一点上，此500V的电压将沿着监控设备的接地引线倒流至监控设备，足以使监控设备被击毁。

（2）房顶避雷设施被破坏，接法不正确办公主楼建于1980年代初期，楼顶四周有防雷带，通过接地引线与接地极相连接，楼顶为平顶，由于年久失修，屋顶有多处漏水，我矿于2008年夏季对楼顶进行大修，用新型材料彩钢瓦重新铺设楼顶，达到了防漏、美观的目的。由于办公主楼中间部分为6层，东西两侧为5层，办公楼顶分为3部分，3个部分的彩钢瓦没有可靠地连接在一起，即3个部分独立与地相连，使接地电阻增大，向大地导雷电的效果相对较差。施工过程中，接地引线与钢架搭接长度不够，焊接不牢固，钢架结构之间、彩钢瓦与钢架结构之间接触不严密均导致接地电阻大。

（3）办公主楼入户电源无避雷设施，监控线路入户直接进入终端设备，造成大部分设备电源被击毁，严重的造成整个设备被击毁，无修复价值。

（4）接地极不合格，实测接地电阻大。

3防雷整改方案

针对发现问题，制定有针对性的防雷整改方案，具体如下：

（1）办公主楼接地引导线与接地极用铝线绑扎的接头，在新绑扎时电阻很小，但时间长了，在接触面上会产生氧化膜阻碍放电电流，即放电电阻变大，实测接头电阻均在2Ω以上。为此对接地引线进行打磨，接头用电焊焊接，焊接后电阻接近0。

（2）原接地极下部预埋时放入木炭及盐（NaCl），开始的时候，接地电阻较小，但时间长了，盐与接地极反应，在接地极表面形成大量的氧化膜，阻碍了放电电流，所以，实测接地电阻在20Ω以上，不能满足避雷要求。为此，重新预埋新的接地极，更新土壤，加木炭，用足够大的铜板做接地极，引出线采用焊接，制成后实测接地电阻小于10Ω，3处接地极通过楼顶连接后，接地电阻再次降低至4Ω。

（3）加固楼顶钢结构架与接地引线搭接长度并加固、并将3个接地部分可靠连接，有效释放表面的静电荷，减少雷电的感应电对设备的破坏。

（4）按实际使用的监控设备，分别在每台设备入口端安装防雷设备，并做良好的接地极，接地电阻在4Ω以下。

（5）办公主楼有两条入户线路，在两条入户线路入口分别设置三级避雷装置。

（6）重新制作1处接地电阻在1Ω以下的接地极，用于办公楼内工业电视、网络系统较为集中的机房内设备的接地极。

4结语

防雷系统经改造后，系统工作可靠，工业电视、网络设备没有出现被雷击的现象。改造过程中的几点体会如下：

（1）安装工业电视、网络设备前，应先考虑周围环境，设计可靠的防雷方案，做到预防为主，主动战胜自然。大多设备被雷击的原因是根本没有采取防雷措施，所以工作被动。

（2）加强工程管理，按设计施工，把住质量关，强化职工责任心。在被雷击案例中，许多设备有接地极，但由于职工责任心不强，工作不认真，造成接地极质量很差，致使设备遭受雷击。

（3）各种传输线路应尽可能选择光纤传输，可减少雷击环节。

（4）接地体以铜质材料为主；接地体周围土壤尽可能更换导电性能好的地质，在土壤中不放盐。

（5）在设备集中的地方，尽可能形成接地网，且确保设备多处与接地极可靠连接。

（6）尽可能缩短设备到接地极距离，减少连接线的长度，且保证连接线中间无接头，特别要注意连接线与接地极之间接头处电阻值。

（7）加强防雷系统的维护工作，按期测量接地电阻，定期检查防雷设备、线路及连接状态。

（8）当长期不下雨、天气干燥时，接地极的放电性能会大大减弱，此时如出现先打雷后下雨天气，对电力系统、工业电视系统、网络系统等危害非常大。为此，如出现上述情况，应随时注视土壤状况，人为给接地极注水，提高放电性能。