水位信號防雷接地裝置在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

（重慶市自來水有限公司北碚水廠，重慶 400700）

自來水廠一般負(fù)責(zé)城市整體生產(chǎn)以及生活用水的輸送，而其水源主要源于附近的水庫，然后從生產(chǎn)水庫運(yùn)輸至用水單位。負(fù)責(zé)輸送水源的設(shè)備類型主要有水泵機(jī)組、配電設(shè)施以及消毒設(shè)備二氧化氯發(fā)生器等。大部分自來水廠為了保證運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全，引入了大量先進(jìn)的水位監(jiān)測設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對水池水位的控制，不僅保證了城市生產(chǎn)以及生活用水的實(shí)際需求，同時也規(guī)避了資源被浪費(fèi)。然而，部分地區(qū)在雨季來臨之后，山區(qū)雷雨天氣便顯得尤為頻繁，而雷電本身也可能對水位監(jiān)測系統(tǒng)正常且穩(wěn)定的運(yùn)行造成負(fù)面影響。故而，自來水廠需要通過水位信號防雷接地裝置實(shí)現(xiàn)防雷。

一、水位信號防雷接地裝置工作原理

防雷接地概念可以細(xì)分為兩個部分，一方面是防雷，重點(diǎn)是保護(hù)設(shè)備在雷雨天氣不會因?yàn)槔讚舻挠绊懚艿綋p害。另一方面是靜電接地，規(guī)避因?yàn)殪o電所形成危害。由于雷雨天氣對設(shè)備極為容易造成損害，且隨著防雷接地技術(shù)的高速發(fā)展以及在各個行業(yè)之中的廣泛應(yīng)用，防雷接地也受到自來水廠的關(guān)注與重視。

水位信號防雷接地裝置一般是安設(shè)在戶外高位水池之內(nèi)的一類監(jiān)測設(shè)備，高位水池之上的液位監(jiān)測系統(tǒng)傳播無線電信號將當(dāng)前水位數(shù)值傳輸至本廠調(diào)度室之內(nèi)，調(diào)度員及時監(jiān)督以及管理供水網(wǎng)之上生產(chǎn)泵占供水，進(jìn)而規(guī)避生產(chǎn)缺水或是水池溢流等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

二、案例分析及其裝置應(yīng)用現(xiàn)狀

某自來水廠現(xiàn)有供水管線長度共計(jì)96km，生活供水能力可高達(dá)4萬t/d，生產(chǎn)供水能力不少于10萬t/d。如今，某自來水廠總計(jì)安設(shè)了5套水位信號防雷接地裝置，安設(shè)位置處于距水廠調(diào)度室7公里至8公里位置，分別在大山4km位置有2套，大山6km處有一套，某水池一套以及某高危水池1套。因?yàn)闊o線發(fā)射裝置處于海拔高度400m的山頂之上，所采用的接地裝置為傳統(tǒng)的接地裝置，地網(wǎng)之中，不管是接地體阻抗，還是感抗都相對較高，且因?yàn)楦锌沟挠绊懀瑢?dǎo)致雷電流下向地網(wǎng)電位分布呈現(xiàn)不均勻的狀況，且因?yàn)榈鼐W(wǎng)接地體上電流伴隨著時間變化率的不斷增加，導(dǎo)致二次回路之上存在許多感應(yīng)電勢，且由于供水線路相對較長，一旦受到雷擊，將有較大概率在設(shè)備之上產(chǎn)生過電壓。地下接地體也較為容易出現(xiàn)松動或是被腐蝕的問題，尤其是在當(dāng)?shù)?月至9月雨季來臨的情況下，更為容易受到雷擊。如今，該自來水廠所裝設(shè)的所有避雷針均是普通鋼材一針式，針頭較為容易生銹，進(jìn)而對泄雷電流能力產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，并將雷擊點(diǎn)落在設(shè)備之上，導(dǎo)致設(shè)備受到雷擊而損壞。

故而，為了避免受到雷擊，泵站基層工作人員于雷雨天氣背景下，往往將水位設(shè)備電源終端，依靠人工斷電的方法，確保電臺等多種設(shè)備不會受到雷擊的影響，在雷雨天氣過為后再開啟各項(xiàng)設(shè)備。該方式不止是令基層工作人員工作量大幅增加，對工作人員本身安全也有一定的威脅。盡管目前采用了人工斷電的方法，水位信號防雷接地裝置均處于低頻以及直流背景下運(yùn)行，在遇到雷擊的情況下，依舊會產(chǎn)生暫態(tài)不穩(wěn)定或是動態(tài)不穩(wěn)定的問題，設(shè)備也將受到嚴(yán)重的影響與危害。就該自來水廠而言，其平均每年雷擊事故不少于50次，導(dǎo)致維修人員的工作量大幅增加，而設(shè)備本身運(yùn)行的完好率以及可靠性也隨之降低，使得生產(chǎn)無法順利開展。

三、自來水廠水位信號防雷接地裝置改造方案及其效果

（一）水位信號防雷接地裝置改造方案

針對該自來水廠水位信號防雷接地裝置運(yùn)用現(xiàn)狀而言，本文認(rèn)為可以采用如下方式開展改造：

第一，避雷針改造。改變避雷針的制作材料。建議該自來水廠采用不銹新型材料作為避雷針的制作材料。同時增加避雷針數(shù)量，原本設(shè)計(jì)方案中，接閃針數(shù)量僅為一針式，可以嘗試將其改為六針式，通過避雷針數(shù)量的增多，保證接閃的效率，同時可以有效降低雷擊點(diǎn)落在監(jiān)測系統(tǒng)或是關(guān)鍵性設(shè)備的概率。不僅如此，施工人員需要利用6mm2多股銅線作為引下線路，再次設(shè)計(jì)接地體，進(jìn)一步加深埋設(shè)深度。

第二，改良傳導(dǎo)介質(zhì)。將傳導(dǎo)介質(zhì)改變?yōu)楦鼮槿菀讓ふ乙约盎厝サ哪咎炕蚴躯}，以上兩種物質(zhì)具備優(yōu)秀的吸附性能以及滲透能力，可以使得接地體等效截面積同土壤之間形成充分的接觸。而通過該方式，可以使得土壤之中本身所具備的電荷作用得到充分發(fā)揮，同時也使得土壤的黏度進(jìn)一步增強(qiáng)，使得土壤同接地體之間的結(jié)合變得更為緊密，也使得接地電阻降至最低。而安裝人員在安裝過程中，尤其需要注意灑入一定量的水，同時利用導(dǎo)棍予以分層夯實(shí)。

（二）改造后效果

經(jīng)過改造之后，該自來水廠水位信號防雷接地裝置同接地網(wǎng)之間形成充分的接觸，通過電阻率以及磁導(dǎo)率均相對較低的鋼材作為避雷針的制作材料，于地下構(gòu)成了樹根網(wǎng)狀，使得地面泄流面積大幅增加，進(jìn)而達(dá)到提高設(shè)備本身抗雷擊的能力，也確保了系統(tǒng)能夠更為接受安全且穩(wěn)定地運(yùn)行。不僅如此，本次改造也管控了開泵時間以及大小泵科學(xué)調(diào)節(jié)與配置，使得水池溢水情況得到明顯控制，經(jīng)改造至今溢水次數(shù)為零次。按照平均每年益處生活用水3000t水池為案例，1d溢水總量約為30t，則按照4個蓄水池計(jì)算，全年能夠?yàn)樽詠硭畯S降低溢流現(xiàn)象約為43800t。

結(jié)束語

對比水位信號防雷接地裝置改造之后的效果，可見水位信號防雷接地裝置在供水系統(tǒng)中運(yùn)用的價值，可以在保證供水穩(wěn)定性的同時，減少維修人員的工作強(qiáng)度，并提升監(jiān)測設(shè)備的精確度。故而，作為自來水廠，應(yīng)積極采用水位信號防雷接地裝置，以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)省設(shè)備損耗，保證供水質(zhì)量。