雷击靠近控制室的避雷针时,在周围空间产生的强大暂态电磁场,还会在监控设备上产生有威胁的暂态过电压。例如,当雷击点离建筑物50m,雷电流为50kA时,在建筑物内的试验回路中感应的暂态电压,仍会使门槛电压为200V的限压二极管动作。
3 防止雷电干扰的措施
综上所述,直击雷对小水电站内二次设备的干扰,主要是由于地电位升高和暂态电磁感应所造成。做好防雷工作的关键,也就是分流、均压、接地、屏蔽。分流就是增加雷电接地引下线数,从而减小每根引下线通过的雷电流;均压就是使被保护对象的各部位尽可能构成等电位;良好的接地是防雷安全的基础,能够有效地消除反击;屏蔽是防雷电电磁脉冲最有效的措施。
由于小水电站大都建在山区,受场地限制,采用独立避雷针防护时,很难保证其与建筑物的空间和地中的距离以及接地电阻满足要求。所以小水电站应尽量在屋顶布置接地良好的金属避雷带(网),而避免采用避雷针作为直击雷防护措施。一定要装设避雷针时,必须使其安装位置和接地电阻达到要求。
屋顶避雷带(网)受雷击后,虽然由于分流,雷电流幅值有所降低,但也会产生电磁感应问题。装设计算机监控设备的控制室,可以将建筑物钢筋、金属构架、地板等均相互焊接在一起,形式一个“法拉第”笼,并与接地网可靠地焊接在一起,能起较好的屏蔽作用。电缆沟内连接监控设备的电缆要屏蔽或者走金属管。重要的二次设备尽可能远离外墙和顶层布置。
接地和等电位连接是防雷的重要措施。为了减小地电位升高和地网上电位差,地网应敷设成网格状,而且在可能有瞬变大电流入地处,和重要的二次设备所在区域,要加密网格。建筑物的金属构架、室内金属物体等要连接成一个等电位连接网络,以实现均压等电位,其目的在于减少雷电流所引起的电位差,避免反击。
对重要的计算机监控设备,可以合理选用电涌保护器(SPD)作雷电的最后屏障。在连接至监控设备的电缆,经过的任何两个相继的防雷分区的边界上,应装设SPD,实现带电芯线的等电位连接,分流芯线上的雷电流,使重要的二次设备免受雷电电涌的危害。
总之,在进行小水电站直击雷防护系统设计时,必须考虑其对二次设备的影响,在防御直击雷侵害的同时,能保证设备的正常工作。