近几年来，随着全集团公司用水量的增加，我公司不断开拓水源地，随之而来的是管路、电气线路的延伸和增加，有许多机电设备位于雷电多发区，使雷击事故不断增加，雷击跳闸故障频频发生。加上各种新设备陆续使用，由雷电故障造成新设备烧毁的现象时有发生。仅2007年在雷雨天就烧毁6台超声波流量计，价值18万元；2008年烧毁2台，价值6万元。因雷击事故给我公司平均每年造成的直接和间接经济损失达35万元。通过我们对输电线路的雷击跳闸率进行统计分析表明，山区或雷区输电线路频频发生雷击跳闸故障。测量雷电故障所在杆塔接地电阻值大部分都偏大。进一步检测分析，杆塔接地装置均不同程度地存在一些缺陷。原因是设计不合理、施工不严格不规范、运行环境恶劣或运行维护不及时。对超声波流量计烧毁事故统计分析，也多在山区或雷区，主要由于雷雨天感应过电压造成。根据以上分析，我们着力于设计、施工、运行维护几个方面，对我公司机电设备的防雷措施进行改造。
1 防雷接地装置存在的问题
通过我们对全公司防雷接地装置排查摸底，主要问题有以下几个方面：1）接地网设计不合理。由于土壤电阻率的测量资料不齐全和对雷电活动情况的不了解，设计采用的接地形式不合理，造成高土壤电阻率地区接地体面积过小，接地电阻过大，或者对雷电活动频繁地区的杆塔接地电阻设计值过大。2）接地体敷设未达到规范要求。未按设计施工，往往出现接地体埋深不够，回填土未达要求，填土后又未夯实；接地引下线与接地体及接地体与接地体之间焊接未达标等，使得接地电阻过大。3）接地引下线与接地体容易腐蚀。接地装置发生腐蚀后，接地体碳钢材料起层、松散、有效直径变小，甚至会出现多处断裂。腐蚀的接地网，其导电性能大大降低，接地电阻增大，接地装置连接不规范。4）接地装置由于设计没有明确要求或施工等原因，存在接地装置各部分或与杆塔各部分之间接连不规范的问题，没有形成可靠的电气连接。5）外力破坏使线路失去接地保护。随着钢材等金属材料的涨价，线路接地装置的引下线和接地体的被盗等外力破坏的现象日益严重，往往使线路连续多基杆塔失去接地保护。
2 防雷改造的具体措施
针对以上分析，我们有针对性地进行改造，主要从7个方面进行：1）规范接地装置的安装。根据DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的要求，对于钢筋混凝土杆，应加装导线横担与接地引下线的连接线，利用杆塔爬梯作为引下线的加装专门的接地引下线。同时，连接部分的螺栓应配有垫片和弹簧垫片，防止螺栓松动，处理好连接点的问题，消除接触电阻的影响。2）增强接地装置的防腐性能。引下线全部采用35mmz钢绞线或X16圆钢，连接板与引下线焊接后进行热镀锌处理，焊接处按有关规定达到一定的搭接长度，避免出现虚焊、假焊现象，在焊接处刷防锈漆进行防腐处理。时庄水厂位于耕地及低洼地带，且近几年来施工建厂较多，土壤腐蚀性较强，我们适当增大了接地体截面，并刷漆。处理不合格接地装置回填土时要求土质均匀，不含杂质，每填土30cm夯实一次，使之与接地体紧密接触。大斗沟加压站进线杆接地装置照此处理。3）合理选择接地装置并使用接地模块。荣华皂加压站属于高土壤电阻率地区，在3533,3544出线接地装置采用连接伸长接地体，并使用以石墨粉为主要材料的接地模块，取得了非常好的效果。4）确保接地装置施工质量。在时庄水厂和荣华皂加压站等接地装置施工现场，接地沟槽的开挖、接地装置的敷设、接地体的连接、防腐措施的实施、焊接质量的跟进、重要结构部位的检查等进行严格施工。严禁使用劣质材料，防止发生电偶电池腐蚀、加速接地体的腐蚀的现象。5）提高绝缘配置。绝缘配置是影响线路耐雷水平的重要参数，严重污染降低了绝缘子的绝缘性能，影响到线路的耐雷水平。为减小绝缘子绝缘性能降低带来的影响，特别是雷雨季节来临之前，我们对发现的零值绝缘子及时更换，对污染严重的绝缘子串进行清扫或更换。在北山加压站线路实验小学处，我们把容易与树头搭接造成接地和受雷击的1000m裸导线换成了带绝缘皮的交联聚乙烯架空绝缘线，提高了线路的耐雷水平。6）利用接地电阻降阻剂。降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新的且积极推广普及的方法。目前我公司机电部门已着手对云冈沟、口泉沟的加压站线路的接地电阻进行测试，下一步我们将对接地电阻高的部位，在接地极周围敷设降阻剂，可以起到增大接地极外形尺寸、降低接触电阻的作用，足够小的接地电阻值和安全可靠的防雷接地装置是防雷的重要保证。7）加大线路巡视力度。利用周二、周四下站和春检加大线路巡视，尽可能减少线路接地装置的引下线和接地体被盗等外力破坏。
针对不断烧毁超声波流量计的问题，我们查阅仪器的使用说明书，未见有关方面说明，咨询生产厂家也没有好的办法。我公司专门抽调技术人员组成攻关小组研究攻关，对事故发生时现场供电状况、天气等因素进行统计分析，发现事故都发生在雷雨天，并且供电状况电压、电流无异常现象。我们研究认为，事故的发生主要是由于雷电在超声波流量计及导线上产生感应过电压，感应电荷失去束缚后形成冲击电流烧毁超声波流量计，而且超声波流量计属于精密仪器，受电流冲击后极易损坏。由于以往我公司只在高压线路和高压配电设备安装防雷装置，对仪器、仪表的防雷处理没有经验，无借鉴之处。经过攻关小组研究决定，在流量计进线安装、“HSWS-0.5/2.6（压敏电阻型）氧化锌避雷器，同时导线全部用金属管穿管处理，流量计放在全金属封闭的闸箱内，使流量计和导线实现全屏蔽。金属管和闸箱通过可靠的接地装置与大地紧密连接，使感应电压产生的感应电荷产生在金属管和闸箱上，并通过接地装置把感应电流迅速泻入大地。这样双管齐下，对超声波流量计进行防雷保护。
3 供水系统机电设备防雷改造的意义
在公司领导正确指导和全体员工的共同努力下，我们抓住设计、施工、运行维护这几个环节，对供水系统进行全面的防雷整改，尤其是对超声波流量计的防雷设计，大大降低了雷击事故。经统计，近几年雷击跳闸率逐渐减低，从2007年的5%跳闸率到2013年全部改造完毕没有发生一起跳闸事故；从2007年烧毁6台超声波流量计、2008年烧毁2台，到2013年没有烧毁事故，说明我们的工作是卓有成效的，流量计防护装置的设计是可行的。2007年和2013年对比来看，由于2013年均未发生跳闸和超声波流量计烧毁事故，没有因跳闸事故减少供水量，降低了断路器的维护费用。
1）从经济效益来看：由跳闸和烧毁流量计两项每年可降低直接经济损失25万元、间接经济损失10万元。
2）从社会效益来讲，为我公司仪器仪表的防雷保护积累了经验，减少了兄弟单位的损失。通过咨询超声波流量计的防雷保护，国内生产厂家没有进行设计，各用户对出现雷击事故也没有什么好的解决办法。
4 结语
供水系统机电设备防雷应从工程设计阶段就认真加以考虑，根据实际情况，采取切实可行的防雷方案，需要对设计规划论证阶段、接地材料和形式的选择、导体截面热稳定和机械强度的校验、施工过程质量管理、工程交接验收环节的项目，进行检查和周期性运行维护工作，才能长期保证接地装置的良好质量，从根本上防止发生雷击事故。选用质量可靠的机电设备和高性能防雷设备，做好符合要求的共用接地网，综合考虑防雷与接地，只有这样，我们的线路和设备才能避免遭受雷击的危害。目前存在的问题是我们应用年限短，技术数据不够全面、丰富，难免出现各种疏漏。我公司会继续关注，不断积累经验，为仪器、仪表的防雷保护趟出一条新路。
