2021年的盛夏(6月至8月),中國南北方均有多雨區,以北方多雨區為主;黃河中游、海河部分水系、松花江可能發生較大洪水,珠江、太湖、遼河可能發生超警洪水,長江、淮河可能發生區域性暴雨洪水。7月20日,一場極為罕見的特大暴雨襲擊鄭州,形成嚴重內澇,使得整個城市變成"水澤國",民眾生活停擺。7月21日18時,水利部和中國氣象局聯合發布紅色山洪災害氣象預警。預計21日20時至22日20時 ,河北西南部、山西東南部、河南北部等地部分地區發生山洪災害可能性大(橙色預警),局地發生山洪災害可能性很大(紅色預警)。8月11日21時浙江省水文管理中心發布嘉興站洪水橙色預警:受冷空氣和暖濕氣流交匯影響,杭嘉湖地區近8小時集中降雨量30毫米,嘉興站將發生橙色預警級別的洪水,預警時間范圍8月11日至13日,影響范圍杭州市、嘉興市、湖州市。其他地區,例如湖北孝感、隨州等地這幾天也遭遇強降雨引發城市內澇,小型水庫出現險情等洪澇災害,當下防汛形勢十分嚴峻。而利用現代化的通信設備,將江河流域內各雨量、水位站點的降雨和洪水信息,實時地采集和傳輸到洪水控制中心的洪水預報警報系統在這個關鍵時刻顯得尤為重要。
近十年來,中國氣象部門、水利部門利用工業物聯網傳感器技術,在智慧城市中建立了有效的洪水預報警報系統,主要對水庫、河流的水位進行實時監測并預警。一般情況下,在臨近要監控的水位處安裝超聲波液面傳感器、壓力傳感器、雷達液位傳感器、超聲波液位傳感器等各類探測器、加上監測報警主機、監測服務器、客戶端組成了洪水預報警報系統。
了解了洪水預報警報系統的組成和安裝位置之后,我們就會注意到這些造福民生的水利設備一般是安裝在戶外、靠近水源、或者山頂等地方,設備主要為耐壓較低的電子儀器儀表,就地理位置而言,易遭雷擊;就設備而言,易損壞后引起傳輸數據中斷,由此可見,做好洪水預報警報系統的防雷措施十分必要。
拍攝:唐璽
從廣西地凱公司近年來承接的多個洪水預警報中心中繼站的防雷項目。洪水預警報中心中繼站的設備損壞的直接原因是直擊雷和感應雷。防雷裝置的設計施工不夠規范、防雷裝置防護等級不達標都會造成洪水預警報系統遭受雷擊侵害。隨著現代電子技術的不斷發展,各種高、精、尖的電子設備不斷推廣和普及應用于防汛信息網絡系統中,電子信息系統對電磁場是極其敏感的,集成芯片耐壓能力弱,需要多級有效的防雷保護裝置才能有效的泄放雷電流和鉗位雷電殘壓。
發生雷害時,直擊雷會沿供電線路侵入到洪水預警報系統供電部分,產生過電流與過電壓造成網絡供電系統的電源損壞、斷電、致使整個系統癱瘓;或直擊雷直接入侵無線通信設備的天線、沿信號同軸線纜進入網絡系統,造成通信接口、數據接收單元、交換機等主要通信設備損壞。
在不可能直接遭受雷擊的區域,由于感應雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產生的,形成感應雷電壓的機率很高,對洪水預警報系統中心機房內的設備,尤其低壓電子設備威脅巨大,據統計,這種感應雷擊事故占信息網絡系統雷擊事故的70%,同樣會使得洪水預警報系統局部癱瘓,干擾了防汛指揮中心的調度管理工作。
洪水預警報中心的雷電防護統防雷工程需要從防直擊雷、感應雷、雷擊地電位抬升等方面綜合考慮,在防雷工程設計中遵照建筑物和電子信息系統的國家標準,采用屏蔽、等電位聯結、合理布線、加裝電涌保護器等全方位防感應雷擊方法。
做好直接雷擊防護是做感應雷擊防護的前提,洪水預警報裝置附近及其中心機房的建筑物,要合理安裝避雷帶和避雷針,并連接建筑結構筋引入地下。在無法安裝避雷針的地方,可考慮安裝獨立避雷塔進行直擊雷的防護。