高速公路機電防雷接地技術分析

霍樹明

摘 要 大自然千變萬化，很多自然現象不受人類控制，雷電便是其中之一，隨著經濟和科技的發展，建筑設備設施如雨后春筍，層出不窮，如果這些設備設施都沒有適當的防雷措施，勢必會遭受破壞，造成一定的經濟損失，為了避免這一現象的發生，很多設備設施都采取了防雷技術，高速公路也不例外。由于高速公路系統龐大、復雜，設備設施眾多，很多設施都屬于電子系統，一旦遭受破壞，會給高速公路正常的運營帶來不便，也會造成巨大的經濟損失，防雷接地技術能夠有效的避免雷擊，這一技術如何更好地應用于高速公路機電系統值得深入研究與探討。

關鍵詞 高速公路；防雷；接地技術；機電系統

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0066-01

如果高速公路一些設備設施沒有很好的接地系統和防雷設施，不但建筑設施會遭受雷擊破壞，如果接地不良，還有可能將雷引入室內，造成人員傷亡，而且有可能產生雷電電磁脈沖，會使電子設備產生電感性、電容性耦合干擾，使電子設備不能正常運轉，給整個高速公路運營帶來不便，而防雷接地可以分流直擊雷并釋放雷電電磁干擾能量，它還可以將已納入防雷系統的閃電能量釋放入大地。雷電接地技術不但可以保護高速公路的建筑設施，也保證了電子設備和人員安全。

1 高速公路機電防雷接地技術概述

防雷接地技術中接地是很重要的一部分，接地系統良好，不但保證設施設備的安全，也保證了人員安全。一般來說，防雷接地技術包括工作接地、保護接地、重復接地、直流工作接地和防雷接地五個方面，具體闡述如下。

1）在任何情況下，無論是工作中還是事故發生時，供電系統利用變壓器的中性點直接和地面相接，這就是工作接地。工作接地不但能夠保證電器設備的正常運行，降低人體接觸的電量，在發生事故時，還可以自動切除故障設備和線路，降低電器設備和輸電線路的絕緣水平。

2）在電器設備可以正常工作的前提下，把不帶電的金屬部分與接地體進行金屬連接，這就是保護接地。沒有進行保護接地的電器設備，如果設備某處發生絕緣損壞，設備的整個外部就會帶電，而且大地和線路之間存在電容，人體如果觸碰到絕緣損壞并且帶電的設備外部，電流會流入人體，從而形成通路，也就是說我們常說的“觸電”，會造成人員傷亡。與此相反，如果將電器設備進行了保護接地，那么接地電流會通過人體流過的同時也會通過接地體流過，接地電阻越大流過人體的電流越大，接地電阻越小流過人體的電流越小，如果接地電阻極小，那么人體就不會觸電，也不會危及人身安全。

3）將零線上的多點和大地進行重復性的金屬連接，這就是重復接地。重復接地的優勢是在中型點直接接地系統中出現碰殼和接地短路這樣的情形時，只要降低對地電壓，就算是當時零線斷裂，由于故障造成的危害也會得到有效控制，危害不會太大，損失也不嚴重。

4）微電子設備基本上采用的都是中、大規模集成電路，包括計算機，如果工作時采用較低的直流電壓，僅用一個接地裝置，把所有設備的零電位點與之相接，這樣同一個系統的計算機和微電子設備的工作電路就有相同的電位參考點，這樣的電路電位穩定，也有效的阻隔了外在干擾。用一個接地裝置與所有設備的零電位點相接之后，進行交換或者通信時，模擬量和電位量都有一樣的電位參考點，這樣的設置都利于準確的數據處理和信號傳遞。

5）防雷接地裝置的目的就是把雷電電流引入大地。避雷針、線、網、接地體引下線和引入線、接地體、接地匯集線等構成了防雷接地裝置。將所有高速公路設施設備、線路、網絡、水管道和氣管道等不帶電的金屬部分與防雷接地裝置進行金屬連接，從而有效避免建筑物及電子設備設施遭受雷擊，減少相應損失。

2 高速公路機電防雷接地技術要求分析

高速公路機電防雷接地技術的要求主要體現在以下幾個方面。

1）嚴格貫徹并執行防雷接地技術的相關規定。一般來說，制作接地體時，角鐵要求為39.9 mm×39.9 mm，每根長2.49 m，角鐵與角鐵之間是約4.9 m間距，將角鐵垂直打入地下，頂部和地面之間距離大概是0.49 m，最后，頂部用大約39.9 mm×39.9 mm的扁鐵全部焊接起來，這便是一個接地系統。

2）采取等電位連接。為了構建一個合理的電位連接網絡，需充分利用工程本身所有可利用的資源，如設備所在建筑的金屬構架、金屬管道等，采取等電位連接時，電子設備本身的金屬外殼、機柜、機架、計算機直流地、安全保護地、屏蔽線外層及各種電壓保護器接地端等均應以最短的距離就近與之相連接，進行等電位連接有利于設備設施不受損壞和工作人員的人身安全。

3）電子設備接地所設位置和強電設備接地所設位置不能在同一位置，要分開設置。理論上講，兩者之間至少需要相隔14.9 m以上的距離。如果為了抑制干擾，將電子設備接地與強電設備接地設在不同位置是有利于抑制干擾的。從工程角度出發，有些時候電子設備和強電設備可以共用接地。因為有些特殊的場地兩者之前需要相隔14.9 m的距離是有一定難度的。共用接地需要考慮一些其他因素，如是否有很大的強電設備地上干擾，大電流設備是否會頻繁的啟停，是否有足夠小的強電設備接地電阻等。

由于我國高速公路大多有很多收費機電設施設備，大多工作人員都在收費亭內作業，而收費亭大多都處于露天收費網架下，為了保護這些工作人員的人身安全，需要在收費亭內加設防靜電地板。

4）由于高速公路地理環境不盡相同，要因地制宜的選擇合適的接地環境，因為接地環境對接地系統的防雷效果有很大影響，接地阻值要很低才會不影響人身和設備設施的安全。地網的形狀如果良好，那么在基礎澆筑時，需將接地極與基礎本身的配筋進行很好的焊接，如地形環境差，需要考慮當地地形對接地設置的影響，進行相應的設計施工，如地形和含水情況等都要考慮在內。

3 結束語

為了高速公路設備設施和工作人員安全性考慮，都應該在各自所轄高速公路范圍內為所有設備設施安裝防雷接地裝置，根據不同的地質情況和設備情況因地制宜的進行接地，對已發生的設施設備雷擊情況進行分析，分析防雷接地裝置設置問題，采取相應措施進行改進。總之，高速公路機電防雷接地技術的運用，有利于保證高速公路工作人員的人身安全，可以避免高速公路設備設施遭受雷電打擊，減少相應情況造成的經濟損失。

參考文獻

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