防雷技術在高速公路機電設備的應用

李瑞峰++包勝

摘 要隨著我國科學技術水平的快速發(fā)展，越來越多的先進技術運用到高速公路當中，高速公路機電設備防雷技術就是其中一種。雷電一直是高速公路機電設備主要危害之一，隨著我國高速公路機電設備數(shù)量的增加，機電設備受到雷電傷害的可能性越來越大，為了防止由于機電設備雷擊所帶來的經(jīng)濟損失，我們必須要采取措施，對機電設備防雷技術進行研究和探討，以求高速公路機電設備能夠發(fā)揮其最大價值。

【關鍵詞】機電設備 防雷接地 防雷技術

1 高速公路機電設備防雷接地技術探討

高速公路機電設備雷電傷害主要分為直擊雷與感應雷兩種，不管是哪一種雷電傷害，都需要采取措施將傳遞的電流或電壓導入到大地中去，防止機電設備受到損害，這就需要高速公路防雷接地技術。科學的接地系統(tǒng)能夠有效防止雷擊事件的發(fā)生，保護高速公路工作人員和機電設備的安全。我們可以根據(jù)機電設備的防雷要求與防雷作用，把防雷接地系統(tǒng)分為四大類，分別是安全保護接地、直流工作接地、防雷接地以及交流工作接地。當前，我國科學技術水平逐漸提高，大規(guī)模集成電路技術也趨于成熟，出于對濾波器分辨率的需要，電子技術對共時信號的干擾問題已經(jīng)得到了妥善解決，從而使聯(lián)合接地技術有了實現(xiàn)的可能，使公地技術的發(fā)展得到了有效推進。

在收費站中，我們需要把收費車道、監(jiān)控機房以及配電房的地網(wǎng)連接在一起，以扁鋼帶作為連接的介質，使得地網(wǎng)均壓等電位，有效防止電位反擊。利用這種辦法，使建筑物里的機電設備與建筑物的電位差得以消除，建筑物里面的磁場強度也會有所減弱，感應雷的破壞力度也就沒有那么大了。利用等電位連接技術，可以有效提升收費站建筑物里機電設備的防雷與避雷能力，可放寬接地電阻要求，收費站建設也會更省錢，而且施工難度也會有所降低，具備非常好的經(jīng)濟效益。

2 高速公路機電設備防雷的有效對策

2.1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)防雷對策

作為高速公路運行中非常重要的一個系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是采集交通數(shù)據(jù)、視頻和路況數(shù)據(jù)等，為駕駛員和交通工作人員提供便利，保障高速公路的安全、舒適與高效。一般高速公路都會根據(jù)道路的情況設置不同的監(jiān)控設備、信息發(fā)布和信息采集設備，在防雷處理時將每臺監(jiān)控設備的電源線、信號線都要進行防雷器的安裝，防雷器應就近安裝在監(jiān)控設備的外殼上或者是直接接地。

監(jiān)控系統(tǒng)中的收費站監(jiān)控系統(tǒng)和道路監(jiān)控系統(tǒng)都是由前段部分、傳輸部分以及終端部分組成，兩個系統(tǒng)在防雷設計上基本一致，道路交通監(jiān)控系統(tǒng)主要側重前端部分和傳輸部分的防雷保護，在設計上可以采用前端攝像機以及云臺立桿的頂部安裝一個長度在 2m 的避雷針，避雷針頂端設計成尖形，避雷針的引線采用 25mm2的接地銅線與接地系統(tǒng)連接。每一個監(jiān)控點都要配備獨立的地網(wǎng)，對于土壤電阻率較大的地區(qū)，要使用接地模塊和接地體聯(lián)合使用，保證接地電阻小于 4Ω。

2.2 高速公路收費計算機網(wǎng)絡設備的防雷對策

對于高速公路機電設備而言，收費計算機網(wǎng)絡計算設備的數(shù)量是比較多的，而且拓展面十分廣闊，因此非常容易受到雷電的傷害。一般而言，我們會將RJ45防雷器安裝在計算機網(wǎng)卡端口以及計算機與網(wǎng)絡路由器的雙絞線網(wǎng)線為止，防止雷電電流通過網(wǎng)線線路損害計算機以及網(wǎng)絡設備。在監(jiān)控機房與收費站計算機路由器之間的同軸電線兩端為止，要安裝RJ45防雷器及接口。與此同時，還需要根據(jù)就近原則將每個端口安裝的防雷器接地或連接機器外殼。

2.3 電源線路的防雷措施

高速公路在使用高壓電線時，需要將避雷器安裝在介入的三相電源變壓器為止各相接地處，在選擇避雷器材質時，應當選用氧化鋅材料，要根據(jù)就近原則將電源變壓器外殼、電源低電壓一端的零線、電纜金屬外殼接地端或者連接到地上。配電房與電源變壓器中間的低電壓電纜線路應該采用地下布線的方式，在金屬管中穿入電纜電線，將其埋在地表下，防止出現(xiàn)雷擊情況。監(jiān)控機房到配電房之間的輸電電路也同樣要埋在地表之下，同時還要采取屏蔽手段。高速公路收費站建筑里的配電箱電路兩頭的屏蔽部分要就近接地。由于收費站使用的是弱電，需要將B220/20KA型單相電源防雷器安裝在電纜兩端，采取屏蔽電纜，與此同時要將電纜埋在地表之下。要將B380/40K型電源防雷箱安裝在監(jiān)控室配電箱里，利用遠程主動防御報警技術來達到遠程監(jiān)控的目的。

2.4 交流配電系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的防雷接地對策

通信設備在高速公路機電設備中也是重要的一種設備，為了實現(xiàn)傳輸設備安全和穩(wěn)定服務工作，我們必須要用到通訊設備，通信系統(tǒng)有著跨度大的特點，因此，我們在防雷措施中必須要提高通信系統(tǒng)的防雷接地措施。可以將兩個接地螺栓安裝在傳輸設備機柜上，采用單點接地的措施接入大地，傳輸設備工作底線為其中的一條，用于通信系統(tǒng)直流工作電源地線，第二條為二次保護電路底線，可以將以此保安單元后剩余的電荷釋放進大地中。在交流配電系統(tǒng)方面，要提供單獨的交流 ，并且要斷開交流電網(wǎng)所提供的保護地線，倘若沒有辦法實現(xiàn)這一點，我們還可以與配線架防雷地公用，這里要注意的一點是，一定要安裝電源防雷裝置，防止交流電網(wǎng)出現(xiàn)干擾信號，影響系統(tǒng)的正常運行。

2.5 高速公路外場設備的防雷對策

我們要將高速公路外場設備同樣進行接地措施，實際調試電阻值數(shù)據(jù)應當不能低于4Ω。監(jiān)控設備應該保持和整個防雷結構能夠同步運行，在運行中間實際的規(guī)范電阻值應當要求低于1Ω。在防雷架構協(xié)調任務處理中，供電線纜應當做好信號屏蔽處理，同時提升通信電纜和電力系統(tǒng)穩(wěn)步運行的水平，防止雷電事件對系統(tǒng)運行造成影響。外科設備和整個防雷監(jiān)控系統(tǒng)的搭建應當同期進行，互相協(xié)調，至于場外設備的電源歸控潛質與管道敷設績效通常需要穩(wěn)定在必要界定方式之內；要適當考慮有關金屬器件的布置格局，防止突發(fā)狀況擴散。接地方案選用上大致應用單點處理措施，在進行設備與地線專用區(qū)域地網(wǎng)規(guī)劃工作上，務必要符合要求規(guī)范。

3 結束語

綜上所述，高速公路機電設備防雷技術的應用，使高速公路機電設備得到了有效保護，極大的提升了高速公路機電設備的工作穩(wěn)定性，確保高速公路工作人員的人身安全，這對于我國高速公路系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，有著極為積極的推動作用。

參考文獻

[1]王曉燕.高速公路機電系統(tǒng)集成與應用維護[M].西安：電子科技大學出版社，2010.

[2]張智勇.高速公路機電系統(tǒng)新技術及應用[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]易哲熙.高速公路機電系統(tǒng)運營管理與維護模式的探討[J].湖南交通科技，2011（01）.

作者單位

西安公路研究院 陜西省西安市 710065