水利信息化系统防雷接地措施研究

王金波

（宁夏回族自治区吴忠市气象局，宁夏 吴忠 751100）

随着社会经济的飞速发展，居民生活质量的不断提高，对水资源开发和利用提出更高要求。为了保证水利工程的水资源合理分配、有效利用，需要通过建立水利信息化系统，来获取准确、完整的水资源信息。但不可否认的是，我国在水利信息化系统建设过程中，始终存在重视技术指标、忽视运营管理的问题，虽然引入了各种专业软件和先进设备，但没有考虑运行环境的复杂性和多变性。导致信息化设备在运行过程中频繁遭受雷击，不仅无法充分发挥水利信息化系统的作用和功能，还给水利部门造成巨大经济损失。对此，需要水利部门通过防雷接地的方式，有效提高水利信息化系统防雷性能，进而为水利行业的可持续发展提供有力支持。

1 水利信息化系统防雷接地的必要性

1.1 保护设备及人员安全

雷电是一种破坏力较强的自然灾害，在发生的一瞬间，水利信息化系统会在高电压、大电流作用下发生安全事故。而采用防雷接地措施，可以最大程度规避安全事故。针对水利信息化系统中的各种设备来说，在运行过程中一旦发生雷击事故，或导致设备的电缆、电路板被击穿，进而使设备出现故障[1]。另外，雷电还会对设备稳定运行带来电磁干扰，容易影响数据传输质量和效率，甚至导致水利信息化系统崩溃。所以，在水利信息化系统建设中，必须充分考虑防雷接地需求，以此来提高设备防雷性能。雷电在危害水利信息化系统设备的同时，也会诱发火灾、触电等安全事故，进而为人员生命安全带来威胁。因此，想要从根源规避安全隐患，就要选择行之有效的措施做好防雷接地工作。

1.2 提高系统运行稳定性

保证水利信息化系统稳定运行，是充分发挥水利工程社会效益的关键所在。新时期，信息技术已经成为现代水利工程不可或缺的一部分。通过水利信息化系统对水利工程进行实时监测、数据分析，可以为领导决策提供可靠依据，进而提高水利工程管理水平。但由于雷击事故会对水利信息化系统稳定性造成负面影响，所以做好接地防雷工作势在必行。首先，雷电可能会导致水利信息化系统电压波动或中断[2]。一旦电力线路遭受雷击，则会产生强烈的电磁干扰，进而影响电压稳定性，使得水利信息化系统中的电子设备在电压波动下出现故障，甚至导致系统崩溃。而采取有效的接地防雷措施，能够确保系统在雷电天气中的稳定运行。另外，雷电还会导致电力线路出现短路或接地故障。

1.3 智慧水利建设的关键

信息时代下，信息技术和水利业务不断加深融合程度，如大数据、人工智能等技术被广泛应用到水利业务中，为智慧水利建设奠定了良好基础。实现了对水利工程的实时检测和精准预测。通过对水利设施、水资源和水环境的数字化建模，可以实现对水利系统的全面感知和智能分析，为决策提供科学依据[3]。同时，先进信息技术还可以实现对水利系统的远程控制和优化调度，提高水资源利用效率。但不可否认的是，在智慧水利工程建设中，防雷问题成为关键的核心问题。因为水利工程运行环境较为特殊，其设施设备运行期间极其容易受雷击影响出现设备故障、数据丢失等情况，如何在智慧水利建设中有效防范雷电风险，成为亟待解决的问题。

2 水利信息化系统防雷接地对策

2.1 在水利信息化系统设计阶段考虑接地防雷

雷电是一种较为常见的自然灾害，会对电力设备和信息化系统造成极大破坏。所以，在水利信息化系统设计环节，应充分考虑雷电对系统造成的负面影响，并对防雷设施进行统筹设计，以此来提高水利信息化系统运行的稳定性和安全性。具体来说：设计人员要充分了解雷电的危害。雷电是一种在大气中放电的现象，其发生一般会伴随着高温、大电流和强烈的电磁辐射，这些因素均会对水利信息化系统及电力设备造成严重负面影响，会导致设备产生故障，严重甚至会造成人员伤亡。所以，在水利信息化系统设计中，必须给予接地防雷工作相应重视[4]。设计人员要严格按照《建筑物防雷设计规范》《信息系统防雷技术规范》等行业标准开展防雷接地工作，明确防雷分区和防雷等级，并合理选择防雷装置，确保水利信息化系统的防雷性能达到要求。在具体实施中，应做好以下工作：第一，合理划分防雷分区。设计人员应结合水利信息化系统功能和结构，合理划分防雷分区，主要目的是降低雷电对系统造成的负面影响，通常情况下，需要将重要设备和敏感区域设置在较高的防雷等级区域。第二，合理选择防雷装置。结合水利信息化系统的防雷等级和实际情况，合理选择防雷装置。如避雷针、接地装置、浪涌保护器等。

2.2 水利信息化系统合理选址和布局

为了保证水利信息化系统稳定运行，需要对建设区域进行合理选择。在选址阶段应充分考虑雷电活动规律和特点。如河谷、山区等特殊地形地貌，通常雷电活动相对频繁，会对水利信息化系统稳定运行造成威胁。所以，在系统选址过程中，应尽可能避开这些区域，从源头降低系统遭受雷击的风险。另外，在合理选址基础上，还应对水利信息化系统进行科学布局。要求遵循“就近避雷”基本原则，也就是将容易遭受雷击的电力设备靠近防雷设施，以此来减少雷电对电力设备造成的干扰，切实提高水利信息化系统抗雷击能力。在布局过程中：第一，确定设备安装位置[5]。在水利信息化系统中，交换器、服务器、通信设备等，极其容易遭受雷击。所以需要尽可能靠近防雷设施，如设置在地下室或建筑物顶层，如此能够减少设备遭受雷击的可能。第二，合理敷设电缆。在电缆敷设过程中，应尽量避免电缆穿越雷电活动频繁的区域。对于必须穿越这些区域的电缆，应采取一定的防护措施，如设置电缆沟、采用屏蔽电缆等，以降低雷电对电缆的影响。

2.3 合理设计防雷接地系统

防雷接地作为保证水利信息化系统安全运行的一种手段，能够有效减小低电位差，防止雷击风险的发生。在防雷接地系统设计中，需要采用多点接地方式。也就是将水利信息化系统中的各种设备分别接地，形成覆盖范围广且分散的网络。如此即便遭受雷击，也能够快速将电流分散到大地，进而规避雷击事故对水利信息化系统造成的危害。在防雷接地系统设计过程中，应严格按照国家或行业出台的标准规范操作，合理确定接地电阻。所谓接地电阻，就是地面和接地体之间形成的电阻值，会对水利信息化系统的防雷接地效果产生直接影响。结合实践来看，如果接地电阻过大，会导致雷击电流难以在短时间内分散到地面，无法充分发挥防雷效果[6]。所以，设计人员必须确保接地电阻与标准要求相符，以确保系统的接地性能达到要求。为了实现良好的接地性能，接地系统的设计需要考虑以下几个方面：第一，合理选择接地材料。在接地材料选择过程中，应考虑接地电阻要求和土壤电阻率。在防雷接地系统设计中，常见的接地材料包括铜、钢、镀锌钢材等。这些材料不仅具备防腐蚀性能，而且电阻率较低。第二，选择合适的接地路径。所谓接地路径，实际上就是接地电流从设备或部件流入地面的途径。

2.4 防雷接地检测及维护

水利信息化系统的防雷设施是确保系统正常运行和数据安全的重要保障。为了确保其性能良好，应定期进行检测和维护工作。具体来说：第一，对防雷接地进行定期检测，能够及时发现系统存在的安全隐患。新时期，越来越多先进检测技术和设备应运而生，通过对接地电阻、避雷器、接地网等防雷设施的运行状态进行全面检测，能够及时发现其中存在的不足之处和潜在隐患，便于及时处理，避免因防雷设施失效导致水利信息化系统崩溃。第二，针对全面检测中发现的问题，需要及时整改。例如，如果发现接地电阻过大，可以通过增加接地体或改善接地材料来降低电阻；如果发现避雷器老化或损坏，应及时更换新的避雷器。只有及时整改，才能确保系统的防雷性能始终处于良好状态。第三，定期维护也是提高系统防雷性能的关键所在。维护工作包括紧固、检查、清洁等。定期清洁防雷设施，可以防止灰尘和杂物对设备的干扰；定期紧固连接件，可以确保设备的稳定性；定期检查避雷器的密封性，可以防止水分进入设备内部导致故障。通过这些维护工作，可以延长防雷设施的使用寿命，提高其性能稳定性。可以看出，水利信息化系统的防雷设施的定期检测和维护是确保系统正常运行和数据安全的重要环节。通过及时发现问题并及时整改，以及定期的维护工作，可以保证系统的防雷性能始终处于良好状态，为水利信息化系统的安全运行提供有力保障。

2.5 增强维护人员防雷意识

维护人员是对水利信息化系统进行维护管理的执行者，会对系统运行稳定性产生直接影响，只有熟练掌握防雷接地知识，才能够有效提高防雷效果。所以，面向维护人员灌输防雷接地知识和技能至关重要。具体来说：第一，在维护人员培训教育中，应丰富培训内容，包括防雷接地概念、工作原理等。如此能够帮助维护人员进一步认识防雷接地的重要性，并为后续操作奠定良好基础。第二，培训还应深入到防雷设施的具体性能和使用方法。运行维护人员需要了解各种防雷设施的性能指标，如保护范围、响应时间等，并掌握正确的安装、调试和维护方法，确保防雷设施能够在关键时刻发挥其应有的作用。第三，强调防雷设施维护管理的重要性。维护人员应学会如何定期检查防雷设施的工作状态，及时发现并处理潜在的问题，确保防雷设施始终处于良好的工作状态。在此基础上，相关部门还应通过完善制度体系的方式，对维护人员的工作内容、职责权利加以明确，并建立完善的防雷设备台账和维修记录。通过刚性制度约束，确保防雷工作所有环节得到有效监管，从而降低因雷电灾害造成的损失。

2.6 制定应急预案

水利信息化系统应制定行之有效的防雷预案，明确应急流程、职责和实施策略。确保发生雷击事故的第一时间，能够迅速启动应急预案，尽可能降低雷击事故造成的损失。第一，做好应急组织工作。成立专门应急组织，主要负责应急工作的协调和指导。该组织通常由技术人员、现场工作人员及相关责任人组成。同时，还应建立与外部单位的联络机制，以便在需要时能够得到及时的支持和帮助。第二，明确划分职责。在组建应急组织的基础上，对各级人员职责进行明确划分，确保雷击事故发生后，应急组织可以有序、迅速地开展相关工作。例如，技术部门负责对受损设备进行检测和维修，现场工作人员负责保护现场和协助救援工作，联络人员负责与外部单位保持沟通等。第三，应急流程。制定科学合理的应急流程，包括雷击事故发生后初步判断、信息报送、设备维修等。必须保证应急流程简单、易操作。第四，应急措施。针对不同类型的雷击事故，制定相应的应急措施。例如，对于直接击中设备的雷击事故，应立即切断电源，避免设备进一步损坏；对于引发火灾的雷击事故，应迅速启动灭火设备，扑灭火源；对于导致数据丢失的雷击事故，应尽快进行数据恢复等。

3 结语

综上所述，水利信息化系统的防雷接地工作是确保系统运行安全的重要保障措施。在实际工作中，应从设备选择与安装、线路防护、系统监控与维护以及人员培训与演练等方面入手，全面提升水利信息化系统的防雷能力。同时，应不断总结经验教训，完善防雷接地对策，充分发挥水利信息化系统的功能和作用，并为水利行业的可持续发展提供有力支持。