高速公路机电设备防雷措施探索

李宝敏

(河北省高速公路京秦管理处唐山管理所)

1 雷患分析

供电系统:高压、低压线路雷击;配电设备损坏;瓷瓶炸裂;造成隧道停电等。中央监控系统:线路板雷电击坏;部分介面和PLC被击坏;多个子系统失控。环境监测系统:部分电源损坏;信号反馈部分失效;闭环自控呈现开路状态。闭路电视系统:电源控制器被击坏;一些区段无图像;监视器线路板损坏。交通监控系统:中央监控系统对其丧失部分控制能力;系统经常报警。照明系统:测光仪器被雷击坏;自动控制失效，只能手动控制。火灾报警系统:瘫痪。通风系统:自动控制失效;只能手动控制。紧急电话系统:部分电话击坏，不能通话。无线广播系统:部分中间继器损坏，信号传输受阻。有线广播系统:部分回路无输出。

2 目前高速公路防雷工程存在的问题

(1)高速公路防雷系统工程还没有专业的规范管理制度，高速公路防雷设计与施工都还未实现专业化管理。

(3)高速公路机电系统中防雷部分的设计内容普遍存在系统方案不完整，技术指标和要求不明确，防雷综合性和系统性要求都较差，防雷产品的厂家、型号、规格无指定，具体技术指标无定量现象。

(4)高速公路防雷部分由于在设计和招评标阶段没能引起大家足够的重视，所以带来投标单位响应不全面，防雷工程造价在后期工程中的投人明显偏大。同时，施工过程因设计不具体而容易被简化和忽略了某些重要内容，导致防雷系统出现漏洞和隐患，产生的不良后果往往使工程质量很难让营运管理者满意，也容易发生工程合同上的纠纷，以及被雷击后无备品备件维修损坏的机电设备，导致重大功能长期失效，严重影响高速公路正常营运。

(5)施工单位无防雷专业资格，施工者无防雷专业知识，导致防雷工艺要求不合格现象普遍存在。

(6)施工监理缺乏防雷专业化知识和相应工程施工经验，导致防雷工程质量达不到要求也相当严重。

(7)防雷系统没有定期检测，容易带来因防雷器失效而发生机电设备被雷击的事故。另外，防雷系统日常维护管理无强制性规定。不利于及时发现防雷上出现的问题，容易导致雷击事故的发生，带来机电设备的损坏，甚至于危及人生安全。

3 防雷设计方案

3.1 电源线路防雷

(1)10 kV高压供电线路的末端采用有金属护套或绝缘护套电缆穿钢管埋地引入配电房，金属护套和钢管两端就近可接地。

进行亚组判别的多分类Logistic回归分析结果见表4。可见影响亚组判别的变量有年龄、BMI、引产前宫颈评分、胎膜早破、延期妊娠和妊娠高血糖。模型的总判对率为84.09%（（717+198+803）/2043），根据该模型可对孕妇引产时选择药物提供参考。

(2)10 kV高压线末端接入电源变压器处，每相对地均应安装氧化锌避雷器。

(3)电源变压器的机壳、电源低压侧零线、电缆的金属护套均应就近接地。

(4)由电源变压器到配电房之间的低压输电线路应埋地布线，其长度不宜小于15 m。

(5)在配电房的低压配电屏上安装KBT-380A/80 kA电源防雷箱，将电源线上出现的巨大浪涌电流吸收。

(6)由配电房到监控楼的供电电缆采用屏蔽电缆埋地引入。楼内配电箱的零线不作重复接地，电缆两端的屏蔽层就近接地。

(7)在监控楼内的配电箱里，安装KBT-380A/40 kA电源防雷箱。该防雷箱自带远程告警干节点，便于远程监控。

(8)收费国产的供电电费采用屏蔽电缆并埋地布线，电缆两端均安装KBT-220A/20 kA单相电源防雷器，即监控机房UPS输出配电箱处和收费车道内配电箱处。

(9)在每台户外摄像机(如广场摄像机、车道摄像机)的电源输入端，串联安装KBT-P200电源防雷器。

3.2 监控系统的防雷

(1)在每台摄像机的视频输出端口，安装KBT-V40A，防雷器就近接机壳或接地。

(2)在每间台摄像机控制线处安装KBT-C485，防雷器应就近接机壳或接地。

(3)视频线的敷设应穿金属管埋地布线。摄像机的电源输入端安装电源防雷器。

(4)视频线、控制线进入监控机房后，在每个视频、控制线输入端口处，安装KBT-V40A、KBT-C485，防雷器就近接机壳或接地。

3.3 收费计算机网络防雷

收费计算机网络系统的防雷措施如下。

(1)在连接监控机房和收费车道HUB间的同轴电缆两端，各安装RJ45接口KBT-C100防雷器;

(2)由HUB到收费计算机间的双绞线上，在计算机的网卡端口处各安装RJ45接口KBT-C100;

(3)各防雷器就近接机壳或接地。

3.4 接地与屏蔽措施

一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证，也是防雷系统的重要基础。特别是在强雷区，一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。

4 高速公路机电防雷的几点建议

(1)相关人员应加强防雷相关知识的学习，充分熟悉各种雷电的性质、特点和危害，这样有助于日常防雷工作的开展，提高对防雷工作的重视程度，并对现有防雷技术的不足之处给予充分的理解，避免形成对防雷工作的误解和抵触情绪。

(2)进一步完善对防雷工作的法规性制约机制，采取合理科学并适宜的强制措施，迅速提高相关部门的防雷意识，切实保障人身和财产安全。

(3)尽快出台高速公路防雷检测规范，或会同当地防雷检测部门制定切合高速公路自身实际的防雷建设和检测标准，作到防雷建设和检测有章可循。细化、量化防雷检测工作，形成合理、有效的高速公路防雷工作程序。

(4)防雷系统应由熟悉雷电防护技术的人员负责治理，防雷系统建设并投入使用后，应将相关工程建设资料、每年的防雷检测报告按照档案治理要求进行归档保存，遇有突发事件可随时调取进行查阅、分析原因，并加强与当地防雷技术部门的横向联系，及时对防雷系统进行维护、改进和升级。

(5)在高速公路建设过程中，应将雷电的防护工程作为一个重要子项目与主体工程同步设计、同步施工。在设计时应征求有关防雷专家的意见，并送主管部门进行专项设计审核。同时高速公路的综合防雷工程应作为一个单独的项目进行公开招标，并选择具有甲级防雷专业设计、施工资质的单位进行设计与施工，相关人员须持有防雷专业施工资格证。

5 结语

综上所述，高速公路机电系统的防雷是一项系统工程，应重视全方位、立体化综合防治，对感应雷和直击雷都要采取相应的措施，以达到最佳防雷效果，除上述几方面应引起注意外，实际工程设计和施工过程中，在防雷结构方案的优化、技术参数的确定、防雷产品选型、施工材料的选取、施工工艺考究、防雷器安装技巧等方面都值得我们深入的研究和探讨，同时还应当因地制宜，结合实际情况，细致周密的设计相应的防雷方案，力争做到防雷工程投资少、防护全面、配置合理、性能优良、维护方便，整个高速公路机电系统运行稳定可靠。

［1］ 王文鹏.高速公路机电设备防雷措施研究［J］.魅力中国，2009，(16).

［2］ 眭彦荣.原太高速公路机电设备防雷系统的实施［J］.山西交通科技，2004，(4).

［3］ 赖伟勇.高速公路机电设备防雷技术探讨［J］.科学之友，2010，(11).