防雷技術(shù)在高速公路機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用

李瑞峰++包勝

摘 要隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到高速公路當(dāng)中，高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)就是其中一種。雷電一直是高速公路機(jī)電設(shè)備主要危害之一，隨著我國高速公路機(jī)電設(shè)備數(shù)量的增加，機(jī)電設(shè)備受到雷電傷害的可能性越來越大，為了防止由于機(jī)電設(shè)備雷擊所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，我們必須要采取措施，對機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)進(jìn)行研究和探討，以求高速公路機(jī)電設(shè)備能夠發(fā)揮其最大價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電設(shè)備 防雷接地 防雷技術(shù)

1 高速公路機(jī)電設(shè)備防雷接地技術(shù)探討

高速公路機(jī)電設(shè)備雷電傷害主要分為直擊雷與感應(yīng)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(dǎo)入到大地中去，防止機(jī)電設(shè)備受到損害，這就需要高速公路防雷接地技術(shù)?？茖W(xué)的接地系統(tǒng)能夠有效防止雷擊事件的發(fā)生，保護(hù)高速公路工作人員和機(jī)電設(shè)備的安全。我們可以根據(jù)機(jī)電設(shè)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(hù)接地、直流工作接地、防雷接地以及交流工作接地。當(dāng)前，我國科學(xué)技術(shù)水平逐漸提高，大規(guī)模集成電路技術(shù)也趨于成熟，出于對濾波器分辨率的需要，電子技術(shù)對共時(shí)信號(hào)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(shù)有了實(shí)現(xiàn)的可能，使公地技術(shù)的發(fā)展得到了有效推進(jìn)。

在收費(fèi)站中，我們需要把收費(fèi)車道、監(jiān)控機(jī)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(zhì)，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(jī)電設(shè)備與建筑物的電位差得以消除，建筑物里面的磁場強(qiáng)度也會(huì)有所減弱，感應(yīng)雷的破壞力度也就沒有那么大了。利用等電位連接技術(shù)，可以有效提升收費(fèi)站建筑物里機(jī)電設(shè)備的防雷與避雷能力，可放寬接地電阻要求，收費(fèi)站建設(shè)也會(huì)更省錢，而且施工難度也會(huì)有所降低，具備非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 高速公路機(jī)電設(shè)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(yùn)行中非常重要的一個(gè)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(huì)根據(jù)道路的情況設(shè)置不同的監(jiān)控設(shè)備、信息發(fā)布和信息采集設(shè)備，在防雷處理時(shí)將每臺(tái)監(jiān)控設(shè)備的電源線、信號(hào)線都要進(jìn)行防雷器的安裝，防雷器應(yīng)就近安裝在監(jiān)控設(shè)備的外殼上或者是直接接地。

監(jiān)控系統(tǒng)中的收費(fèi)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(gè)系統(tǒng)在防雷設(shè)計(jì)上基本一致，道路交通監(jiān)控系統(tǒng)主要側(cè)重前端部分和傳輸部分的防雷保護(hù)，在設(shè)計(jì)上可以采用前端攝像機(jī)以及云臺(tái)立桿的頂部安裝一個(gè)長度在 2m 的避雷針，避雷針頂端設(shè)計(jì)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(gè)監(jiān)控點(diǎn)都要配備獨(dú)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(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷對策

對于高速公路機(jī)電設(shè)備而言，收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)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(huì)將RJ45防雷器安裝在計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡端口以及計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)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(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在監(jiān)控機(jī)房與收費(fèi)站計(jì)算機(jī)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(shí)，還需要根據(jù)就近原則將每個(gè)端口安裝的防雷器接地或連接機(jī)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(shí)，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(zhì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)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(yīng)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(jī)房到配電房之間的輸電電路也同樣要埋在地表之下，同時(shí)還要采取屏蔽手段。高速公路收費(fèi)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(fèi)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(shí)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(yuǎn)程主動(dòng)防御報(bào)警技術(shù)來達(dá)到遠(yuǎn)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(shè)備在高速公路機(jī)電設(shè)備中也是重要的一種設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)傳輸設(shè)備安全和穩(wěn)定服務(wù)工作，我們必須要用到通訊設(shè)備，通信系統(tǒng)有著跨度大的特點(diǎn)，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?？梢詫蓚€(gè)接地螺栓安裝在傳輸設(shè)備機(jī)柜上，采用單點(diǎn)接地的措施接入大地，傳輸設(shè)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(hù)電路底線，可以將以此保安單元后剩余的電荷釋放進(jìn)大地中。在交流配電系統(tǒng)方面，要提供單獨(dú)的交流 ，并且要斷開交流電網(wǎng)所提供的保護(hù)地線，倘若沒有辦法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們還可以與配線架防雷地公用，這里要注意的一點(diǎn)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(hào)，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.5 高速公路外場設(shè)備的防雷對策

我們要將高速公路外場設(shè)備同樣進(jìn)行接地措施，實(shí)際調(diào)試電阻值數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)不能低于4Ω。監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該保持和整個(gè)防雷結(jié)構(gòu)能夠同步運(yùn)行，在運(yùn)行中間實(shí)際的規(guī)范電阻值應(yīng)當(dāng)要求低于1Ω。在防雷架構(gòu)協(xié)調(diào)任務(wù)處理中，供電線纜應(yīng)當(dāng)做好信號(hào)屏蔽處理，同時(shí)提升通信電纜和電力系統(tǒng)穩(wěn)步運(yùn)行的水平，防止雷電事件對系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。外科設(shè)備和整個(gè)防雷監(jiān)控系統(tǒng)的搭建應(yīng)當(dāng)同期進(jìn)行，互相協(xié)調(diào)，至于場外設(shè)備的電源歸控潛質(zhì)與管道敷設(shè)績效通常需要穩(wěn)定在必要界定方式之內(nèi)；要適當(dāng)考慮有關(guān)金屬器件的布置格局，防止突發(fā)狀況擴(kuò)散。接地方案選用上大致應(yīng)用單點(diǎn)處理措施，在進(jìn)行設(shè)備與地線專用區(qū)域地網(wǎng)規(guī)劃工作上，務(wù)必要符合要求規(guī)范。

3 結(jié)束語

綜上所述，高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)的應(yīng)用，使高速公路機(jī)電設(shè)備得到了有效保護(hù)，極大的提升了高速公路機(jī)電設(shè)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(dòng)作用。

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作者單位

西安公路研究院 陜西省西安市 710065