陰極保護(hù)測試樁長期暴露在戶外(如管道沿線、野外、海邊等環(huán)境),易受雷擊影響,可能導(dǎo)致內(nèi)部電子元件(如智能采集儀、傳感器、通信模塊等)損壞,影響監(jiān)測功能。因此,防雷措施是其設(shè)計和安裝中的重要環(huán)節(jié),主要包括以下幾個方面:
一、接地系統(tǒng)設(shè)計接地是防雷的基礎(chǔ),通過將雷電流引入大地,降低測試樁電位,避免設(shè)備被擊穿。
·專用接地極設(shè)置:在測試樁底部或附近單獨埋設(shè)接地極(如鍍鋅鋼管、銅棒等),材質(zhì)需耐腐蝕(適應(yīng)土壤、海水等環(huán)境),長度通常為 1.5-2.5 米,確保與大地良好接觸。接地極與測試樁金屬部分(如樁體、內(nèi)部防雷組件)通過扁鋼或銅纜可靠連接,降低接地電阻(一般要求接地電阻≤4Ω,潮濕環(huán)境可放寬至 10Ω)。
·利用管道輔助接地:若測試樁附近有被保護(hù)的金屬管道(如油氣管道),可將接地極與管道連接(需確認(rèn)管道本身接地系統(tǒng)可靠),借助管道的大面積與土壤接觸特性,增強接地效果。但需注意與管道的絕緣隔離設(shè)計,避免干擾陰極保護(hù)電位測量。
二、內(nèi)部防雷元件保護(hù)通過安裝防雷器件,抑制雷電產(chǎn)生的過電壓、過電流,保護(hù)內(nèi)部電子設(shè)備。
·防雷板(浪涌保護(hù)器,SPD):這是測試樁核心防雷部件,通常安裝在內(nèi)部電路的輸入端(如電源接口、信號接口、通信接口)。其原理是當(dāng)雷電產(chǎn)生的瞬時過電壓超過閾值時,防雷板迅速導(dǎo)通,將過電流引入接地系統(tǒng),同時限制電壓在設(shè)備耐受范圍內(nèi)。
例如:電源線路的防雷板可應(yīng)對直擊雷或感應(yīng)雷引起的電源浪涌;信號線路(如電位采集線、GPS 通信線)的防雷板可防止信號傳輸中的過電壓損壞采集儀。
·保險絲 / 斷路器:在電源回路中串聯(lián)過載保護(hù)元件,當(dāng)雷電流或異常電流超過額定值時,快速熔斷或斷開電路,避免元件因長時間過流燒毀。
三、線路與接口防護(hù)測試樁的外接線路(如連接管道的測試線、太陽能供電線、通信線)是雷電感應(yīng)的主要通道,需針對性防護(hù)。
·線路屏蔽與埋地敷設(shè):外接電纜采用屏蔽線(如銅網(wǎng)屏蔽層),屏蔽層兩端接地,可減少雷電電磁感應(yīng)對線路的干擾;線路盡量埋地敷設(shè)(而非架空),埋深≥0.5 米,避免直擊雷擊中線路。
·接口絕緣與隔離:測試樁內(nèi)部的接線柱、采集儀接口等部位采用絕緣材料(如陶瓷、塑料)隔離,防止不同線路間因雷電擊穿導(dǎo)致短路;對敏感信號(如電位測量信號)采用光電隔離技術(shù),切斷雷電過電壓的傳導(dǎo)路徑。
四、結(jié)構(gòu)與材質(zhì)優(yōu)化·非金屬樁體減少引雷:采用玻璃鋼、復(fù)合材料等非金屬材質(zhì)制作樁體,相比金屬樁體,可降低因樁體本身引雷的概率(金屬樁體易成為接閃器,吸引雷電)。
·外形與安裝高度控制:測試樁地面以上高度一般控制在 1-1.5 米,避免過高成為周圍環(huán)境中的突出物,減少被直擊雷擊中的風(fēng)險;沿海、開闊地帶的測試樁可適當(dāng)降低高度,并在頂部加裝絕緣防雨帽。
五、智能監(jiān)測與預(yù)警部分高端智能測試樁會集成防雷狀態(tài)監(jiān)測功能:
·實時監(jiān)測接地電阻、防雷板狀態(tài)(如是否失效),通過通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心,一旦發(fā)現(xiàn)防雷元件損壞或接地電阻超標(biāo),及時預(yù)警并安排維護(hù)更換。
通過以上措施的組合,可有效降低雷電對陰極保護(hù)測試樁的損害,保障其長期穩(wěn)定運行,確保陰極保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。實際應(yīng)用中,需根據(jù)測試樁所處環(huán)境(如山區(qū)多雷區(qū)、沿海高濕區(qū))調(diào)整防雷方案,例如多雷區(qū)可增加接地極數(shù)量或采用降阻劑降低接地電阻。