基于智能SPD监控下的综合防雷系统

任务来源：

技术领域：水利信息化

技术来源：因涵闸所处物理位置的特殊性、地质、气象条件的严酷性，雷暴侵害的概率相对频繁，强度较大，涵闸远程监控系统在雷雨季节极易遭到雷击事故，设备损坏严重，系统功能局部失效甚至瘫痪，经济损失较大。2012年，黄河水利委员会投资建设了基于智能SPD监控下的综合防雷系统。 

技术原理

该系统采用均压、隔离、泄流、过压和过流保护、SPD检测技术、互联网技术等多种技术，利用自动引雷装置、室内屏蔽、等电位连接接地、避雷器限制雷电过电压和过流幅值等多种方式或手段，消除雷电过电压、过电流及雷电电磁脉冲，既防直击雷、也防感应雷及雷电过电压侵入，达到减少或避免雷击的目的，同时收集并整合系统中所有SPD的相关数据，对智能SPD进行集成化、图形化、透明化管理，实现防雷的远程在线监控。 

技术特色

（1）经过多次调研和多方案比较，确定了按照“整体防护、综合治理、层层设防”原则，综合运用泄流、等电位、屏蔽、接地和避雷器保护等技术，构建了基于智能SPD监控下的综合防雷系统。
（2）系统使用了提前放电避雷针，优先引雷入地，扩大了避雷保护半径。电源避雷器和信号避雷器采用串联式组网方式，雷击侵入时，首先破坏避雷器，防止雷电的传输，使设备处于安全状态。
（3）系统的接地体采用圆柱形接地模块，该模块有效降低了接地电阻，并能经受大电流的冲击，提高了引雷入地的可靠性。
（4）系统采用智能SPD监控，扩展性强，维护人员能够实时监测避雷器的工作状态，查看雷击记录等信息，为下一步防雷工作提供参考依据。 

技术指标

（1）接地电阻：采用圆柱形接地模块后，接地电阻达到了0.01Ω。
（2）接闪半径：提前放电避雷针部署在离地5m的高度，接闪半径为57m（本系统将闸室建筑划为第二类防雷建筑），而普通避雷针接闪半径为5m。提前放电避雷针接闪半径是普通避雷针的10倍。
（3）接闪时间和电压：提前放电避雷针比普通避雷针提前接闪时间38.169μs，接闪电压降低8.048kV。
（4）SPD检测技术：可实时对雷击和浪涌的发生进行监测，记录放电电流大小和发生时间，并将放电电流进行分级，累计每一级别的浪涌发生次数；可提前检测到发生故障的防雷模块并对其进行维护或者更换，同时进行雷击与寿命统计，并提供多种报表统计和分析功能。 

应用范围及前景

适用于防雷系统工程建设。该方案已在山东黄河李家岸闸、潘庄闸、苏阁闸、谢寨闸等多个引黄涵闸部署，取得了良好的应用效果，同样适合其他河流涵闸和通信站点，具有一定的推广价值，社会、经济效益明显。 

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杜娟

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山东黄河河务局山东黄河信息中心

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