關于高速公路機電設備防雷技術的探究

李貴文

摘? 要：機電設備是高速公路建設工作的重要環節，機電設備的穩定性和安全性與高速公路的運行狀態息息相關。而在實際的建設工作中，雷擊現象是導致機電設備出現故障的主要原因。為了能夠解決雷電問題，文章主要根據機電設備的基本構成要素以及雷電災害的常見現象進行分析，并結合了目前高速公路普遍存在的雷電預防工作現狀，積極研究有效的防雷技術措施，為機電設備的運行安全提供技術保障。

關鍵詞：高速公路;機電設備;防雷技術;方法探究

中圖分類號：U417 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）08-0140-02

Abstract： Mechanical and electrical equipment is an important part of highway construction. The stability and safety of mechanical and electrical equipment are closely related to the operation state of expressway. In the actual construction work， lightning strike phenomenon is the main cause of mechanical and electrical equipment failure. In order to solve the lightning problem， this paper mainly analyzes the basic elements of mechanical and electrical equipment and the common phenomena of lightning disasters， and combines the current situation of lightning prevention in expressway. Active and effective lightning protection technical measures are put forward to provide technical guarantee for the operation safety of mechanical and electrical equipment.

Keywords： highway; mechanical and electrical equipment; lightning protection technology; method research

1 高速公路機電設備以及雷電現象的相關內容

1.1 高速公路機電設備

高速公路是城市化發展進程當中人們比較喜愛的一種出行方式，高速公路建設規模的擴大給人們的出行提供了極大的便利。而在高速公路建設機電設備主要是為了保證高速公路管理工作的正常運行，相關機電設備大體可以分為四種控制系統，一種是監控系統，負責對公路交通安全以及路況信息進行實時監控;一種是收費系統，負責進行費用計算和收費管理，維護高速公路的正常運作;還有一種是電源系統，主要負責為高速公路上的各個機械設備進行供電，維持日常工作所需的電力，保證工作的穩定性。此外， 還有一種系統則是照明系統。由于高速公路大多數建立在山區之間，經常會經過一些隧道。因此，隧道內的照明問題是高速公路機電建設的重點問題之一。目前，我國正在積極研究機電設備的智能化和自動化。

1.2 常見的雷擊現象

雷電是常見的一種天氣現象，主要是云層之間的運動導致的放電現象，嚴重的雷電現象很可能會對建筑物造成損壞。而雷電重點攻擊目標就是地面上進行電流傳輸的一些具有一定電壓的電子機械設備、輸電線路以及電源系統等等。尤其是高速公路本身位置比較高，可能還會經過山區，周圍十分空曠，因此高速公路的機電設備就極易遭受到雷電的攻擊。常見的雷擊現象有直擊雷，它主要是對機電設備的外部機械裝置進行攻擊，造成設備故障或損壞。還有雷電波，主要是對輸電線路進行攻擊，導致線路故障或者人員觸電事故。

2 高速公路機電設備防雷工作的現狀

2.1 沒有預防管理意識

首先，在許多高速公路的機電設備建設工作中，相關管理人員普遍沒有意識到對機電設備進行抗雷擊防護的重要性。沒有對雷電現象采取有效的預防，同時，還缺乏相應的預防管理機制，沒有對員工進行安全知識教育。導致許多員工在工作中遇到雷電現象時，不知道如何解決。因而沒有及時采取相應的措施，從而使得雷電破壞范圍擴大，導致高速公路機電設備和系統受到損毀，而影響正常的工作。此外，由于工作人員日常操作機電設備的工作行為不夠規范，使機電設備缺乏安全防護的能力，也會導致雷電的襲擊。

2.2 技術投入工作不到位

在雷電防范的工作上，雖然有些高速公路管理人員在建設機電設備時，選購了一些絕緣保護材料，希望能對雷電進行防范。但這種方式過于單一，而且由于管理人員不注重日常機電設備的維修和保養工作。因而導致機電設備在運行過程中存在一定的安全隱患，十分容易受到雷電的攻擊。同時，雷電防范還需要大力研發相應的防雷技術手段，利用高新技術來實現全面的防護工作。然而，相關管理人員在這方面的資金和技術投入力度不足，沒有重視新技術的研發工作，因此無法對雷電進行有效的防范。

3 高速公路機電設備的具體防雷技術研究

3.1 機電設備監控系統的防護技術

高速公路上的機電基礎設備是最容易遭遇雷擊的，因此，相關管理人員在研究雷電防護技術時，應當對基礎設備進行重點防護。尤其是機電系統當中的監控系統，監控系統主要是在某些重點路段實施全路段監控，而不是在某一點實施定點監控。因此，通常監控設備架設位置比較高，這就導致雷電災害發生時，監控設備成了雷擊的主要目標。監控設備是保證高速公路交通安全，記錄車輛運行信息的重要設施。高速公路上監控設備遭遇雷擊而損壞的情況十分常見，為了能夠有效解決這一問題，相關技術人員必須要對監控設備實施全面的安全防護工作。首先，管理人員應當為監控設備安裝外部防護設備，比如，避雷器。通過在監控設備附近安裝避雷器，對雷電類型當中的直擊雷能夠起到良好的防范作用，避雷器的工作原理是通過自身來承受直擊雷的攻擊，并經過地面將雷電電壓進行轉移釋放。

3.2 高速公路收費系統的防護

同時，除了高處的監控設備，還有連接設備的信號傳輸線路需要保護。在這個過程中，可以把傳輸線路從金屬管中穿過，然后再埋入地下，從而起到對監控設備的全面防護，保證監控設備的運行安全。高速公路收費系統的防護工作也可以通過安裝避雷器來進行，收費系統主要的工作就是將數據信息傳遞到電腦終端，對信息進行整合和分類。因此，除了在系統設備附近安裝避雷器，還需要對接收端的端口進行防護處理。防止由于系統遭遇雷擊而導致整個接收設備陷入癱瘓，造成工作數據的丟失和損毀。在實際安裝過程中，應遵循就近原則，將防雷器安裝到設備的外殼或直接進行接地操作。

3.3 接電電源的防護

目前高速公路上所使用的防雷技術都是主要針對于直擊雷，而對于雷電波一類的感應雷電現象沒有采取相應的防護措施。為此，相關技術人員應當加大研究力度，對感應雷電的攻擊目標、攻擊方式以及防范措施進行細致的研究。在高速公路的機電設備建設工作中，電源系統是最容易受到感應雷攻擊的，而在實施防范技術時，只依靠避雷器或者避雷針無法對電源系統進行有效的防護。接地技術就可以很好的解決這個問題，技術人員應當積極研究電源的接地方式以及整體電路布局，并且注重優化電源配置。不能為了節省經濟成本而選用一些劣質產品，這不僅會給機電設備的運行造成不良影響，還會嚴重威脅工作人員的人身安全。

因此，接地保護技術是必須要實施的電源雷電防護工作。首先工作人員應當在輸電線路的選擇上，選取絕緣性能優良的材料。而在與電源進行連接時，必須要保證低電壓一端的零線、電纜金屬外殼接地端連接到地上。為了保證安全，也可以選擇將輸電線路深埋地下的方式。但這樣就要對電線進行防腐蝕和抗潮濕措施，并且要對露出地面的部分進行重點防護。此外，也可以設計安裝一些電壓電流的感應設備，一旦電流出現異常情況，及時響起警報來通知技術人員查看，并設計自動跳閘的功能。保證在出現雷擊事故的第一時間能夠切斷故障區域的電力流通，防止引發更大規模的電路故障。

3.4 機電系統照明設備的防護

高速公路由于大多數的路段都是山間，所以有時會出現要建設隧道的情況。這就會使車輛在行駛過程需要穿越隧道，針對這種情況，機電設備在建設過程中就需要重點研究照明系統的設置問題。而在設置照明系統時，為了防止雷擊現象的發生。必須要對照明燈具采取相應的安全防護措施。通常情況下，為了節省電力資源，隧道中的照明系統都是使用節能燈具來完成安裝工作。這些燈具由于自身的特性十分容易受到雷電電波的影響而產生故障，因此，在實際設計工作時，需要在燈柱的頂部來做接閃器，同時確保光伏板、燈具等都在接閃器的保護范圍內，還要做好燈桿的防雷接地操作，從而有效增強整個節能照明系統的防雷效果。此外，在電源線路位置上，照明系統的運行情況經常會受到電磁感應或靜電反應的影響，而產生突峰電流或電壓。這會對燈具產生嚴重的損壞，為避免燈具被損壞，技術人員可以選擇安裝節能燈具專用的浪涌保護器，以實現對過電壓的保護，保證照明系統的安全運行。

4 實施防雷技術的相關注意事項

4.1 技術測試和管理檢查

在實施高速公路機電設備防雷技術時，需要對研發的技術和采購的專業避雷裝置進行雷電模擬測試。比如，可以通過釋放強度相同的電流和電壓，來觀察避雷裝置是否具備防雷功能。同時，還需要對采購產品的質量進行檢測。在實際投入使用的過程中，要注意的一點是，必須要定期安排技術人員對設備進行維護和保養，保證及時發現防雷裝置中存在的安全隱患。在雷擊現象發生之后，還需要對各個機電設備的重點部分進行檢查，研究是否存在故障問題，并及時更換無法繼續使用的設備。在檢查時，要注意佩戴絕緣手套，帶好防護工具，避免雷電的余波對工作人員造成傷害。

此外，在進行機電設備的建設工作時，需要制定相應的工作計劃，并制定管理條例，約束員工的工作行為。落實責任機制，成立監管小組，全面監控工程的質量，為高速公路的正常運行提供安全保障。

4.2 對技術人員進行防雷工作培訓

首先要想對高速公路機電設備實施防雷技術，就需要保證技術人員掌握雷電防護的相關知識和技能。同時，還需要保證員工能夠具有操作相關設備的能力。這就需要公路管理部門對相應的工作人員進行知識技能的培訓，邀請專家來為其講解雷電防護的技巧和注意事項。在培訓結束后要對員工進行考核，確保培訓成果的有效性。從而為防雷工作的順利進行提供保障。此外，還需要對員工進行思想教育工作，為員工樹立安全工作的意識，端正員工的工作態度。

5 結束語

高速公路機電設備的雷電防護技術，不僅能夠對設備的安全運行提供保障，還能保護工作人員日常工作時的人身安全。因此，相關部門必須要加大資金技術投入，對技術人員進行培訓。從收費系統、監控系統以及照明系統等主要的高速公路機電設備系統方面入手，積極研究有效的雷電防護技術。在這個過程中，要對實施防雷技術的相關注意事項進行研究，制定合理的防雷計劃方案，應用防雷技術，消除安全隱患。

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