高速公路收費站機電設備防雷方案

曾運籌

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽　550000)

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高速公路收費站機電設備防雷方案

曾運籌

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽550000)

摘要：結(jié)合我國貴州路段高速公路的防雷現(xiàn)狀，介紹了雷電現(xiàn)象對收費站機電設備的危害，闡述杭瑞高速收費站機電設備的防雷方案，希望可以有效的提高有效的提高高速公路的服務水平。

關鍵詞：高速公路；收費站；機電設備；防雷方案

1雷電對高速公路收費站機電設備的危害

雷電屬于一種自然現(xiàn)象，是因為大氣云層中的冷熱空氣相互摩擦產(chǎn)生電場，從而出現(xiàn)的一種放電現(xiàn)象。雷電現(xiàn)象具有兩種類型，一種是直擊雷，另一種是感應雷，它們都具有電壓高電流大的特點，很容易使收費站中的機電設備受到破壞。例如直擊雷，它會與高速公路上的機電設備和建筑物等產(chǎn)生各種危害效應，電效應、磁場效應等，對高速公路上的幾點設備造成直接的危害，使地面的電位差瞬間增加，直擊雷的電壓最大可以達到500 kV，產(chǎn)生強大的破壞力，損壞機電設備，嚴重的還會導致人員的傷亡。而感應雷是直擊雷產(chǎn)生的感應電流，它可以感應到高速公路上的金屬設施，通過金屬設施傳導到機電設備中，對設備造成弱電沖擊。感應雷分為靜電感應和電磁感應。

2高速公路中機電設備的接地防雷方案

2.1接地防雷

接地防雷需要將機電設備正確的進行接地，例如將收費站中的機電設備、弱電設備和各種網(wǎng)絡通信線路有效的與防雷金屬連接起來，保證收費站中的機電設備連接到防雷接地系統(tǒng)上，并由接地系統(tǒng)進行統(tǒng)一的放電布線。

2.2交流設備的接地

交流設備都是與變壓器連接的，如果出現(xiàn)了雷擊現(xiàn)象，雷擊所產(chǎn)生的電流就會沿著電纜線路沖向變壓器，如果不能及時的進行控制和保護，就會使變壓器損壞，在對交流設備進行接電保護時，需要安裝跳閘保護措施，保證有效的提高機電設備的安全性。

2.3直流接地

直流接地是弱電設備經(jīng)常采取的接地措施，弱電設備的直流接地可以使設備一直保持在一個穩(wěn)定的電位上，使弱電設備之間的信號可以更好的傳輸，將弱電設備全部連接到同一個接地系統(tǒng)中，減少了弱電設備傳輸?shù)男盘柛蓴_，防止雷擊后產(chǎn)生巨大的觸底電位反擊，沖擊到機電設備。

在進行接地防護時需要注意避雷針的選擇和機電設備的布設，選擇合適的避雷針可以防止設備之間出現(xiàn)互相屏蔽和互相干擾的現(xiàn)象，而機電設備的布設也相當重要，雷電的流動方向一般都是高速公路上建筑的主梁沿墻壁向下，所以機電設備要全部布設在收費站的中間位置，跟墻壁要保持一定的距離。

接地網(wǎng)絡會隨著時間的推移而出現(xiàn)老化、腐蝕的現(xiàn)象，所以接地系統(tǒng)在最開始設計時就要預留出足夠的施工空間，從而可以在空間中進行接地網(wǎng)絡的防腐處理。

3防雷方案

3.1等電位連接

將監(jiān)控設備的機房、收費廣場等管件位置進行等電位的連接，將所有進入建筑物的外部導線層進行接地處理后，對重點防護區(qū)域的線路等進行穿管處理，線路全部從管網(wǎng)中穿過，做好足夠的屏蔽工作。利用網(wǎng)型或者星型結(jié)構(gòu)將機電設備的外殼、金屬線纜的外層、電涌保護器等與附近最近的等電位連接帶進行直接連接。

3.2電源系統(tǒng)的防護

將收費站的總配電電源安裝上型號為V25-B+C/3的三相電源避雷器，總配電電源上的避雷器作為首層的避雷措施；將機房設施的配電柜上安裝同樣型號的三相電源避雷器，作為第二層的避雷措施；將所有收費系統(tǒng)的電源輸出端和收費站的配電箱電源輸入端安裝型號為V20-C/3+NPE的三相電源避雷器，作為電源系統(tǒng)的第三層避雷措施；在收費站監(jiān)控車道攝像機的電源線路輸入端安裝型號為24的避雷器。

3.3收費系統(tǒng)以及收費亭工控機的保護

高速公路上單獨的收費亭很容易受到雷擊，計費系統(tǒng)是把信號通過轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換之后再傳輸?shù)诫娔X上，所以必須要再信號傳輸線路上安裝避雷器，另外也可以利用控制線路的電涌保護器對信號傳輸線路進行防雷保護。收費亭工控機的顯示器很容易受到雷擊，所以需要在相應的控制線路上安裝電涌保護器對工控機進行保護。

在收費站的機柜中安裝網(wǎng)絡配線架，所有的網(wǎng)絡設備全部通過同一個配線架進行跳線，這種布線方式可以讓集中對網(wǎng)絡設備進行管理，實現(xiàn)所有網(wǎng)絡設備的靈活配置。在所有的收費車道上增加單獨的音頻配線模塊，對所有車道上小范圍傳播的信號進行中管理，同時也能夠利用保護器進行集中防雷。

在收費站車道的出口處增加視頻防雷器，保證出口處的字符疊加器不會被雷電損壞。收費廣場的視頻線路兩端也要加裝視頻防雷器，保護攝像器和機房設備的安全；在攝像機控制線路的兩端安裝串口信號的防雷器，保證信號傳輸?shù)陌踩?/p>

4結(jié)論

高速公路機電設備的防雷是一項系統(tǒng)化的工程，需要對電壓進行防護、等電位連接，還涉及到綜合的布線以及電流屏蔽等等，所以需要利用安全可靠的技術對機電設備進行防雷保護，降低雷擊對高速公路收費站機電設備的危害，使高速公路的運行可靠性得到有效的提高。降低雷電現(xiàn)象對高速公路的危害，提高公路整體的服務水平。

參考文獻：

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收稿日期：2015-11-15

作者簡介：曾運籌(1983-)，男，貴州黔西人，助理工程師，主要從事高速公路機電研究。

中圖分類號：U418.7

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0184-01