防雷技术在高速公路机电设备的应用

李瑞峰++包胜

摘 要随着我国科学技术水平的快速发展，越来越多的先进技术运用到高速公路当中，高速公路机电设备防雷技术就是其中一种。雷电一直是高速公路机电设备主要危害之一，随着我国高速公路机电设备数量的增加，机电设备受到雷电伤害的可能性越来越大，为了防止由于机电设备雷击所带来的经济损失，我们必须要采取措施，对机电设备防雷技术进行研究和探讨，以求高速公路机电设备能够发挥其最大价值。

【关键词】机电设备 防雷接地 防雷技术

1 高速公路机电设备防雷接地技术探讨

高速公路机电设备雷电伤害主要分为直击雷与感应雷两种，不管是哪一种雷电伤害，都需要采取措施将传递的电流或电压导入到大地中去，防止机电设备受到损害，这就需要高速公路防雷接地技术。科学的接地系统能够有效防止雷击事件的发生，保护高速公路工作人员和机电设备的安全。我们可以根据机电设备的防雷要求与防雷作用，把防雷接地系统分为四大类，分别是安全保护接地、直流工作接地、防雷接地以及交流工作接地。当前，我国科学技术水平逐渐提高，大规模集成电路技术也趋于成熟，出于对滤波器分辨率的需要，电子技术对共时信号的干扰问题已经得到了妥善解决，从而使联合接地技术有了实现的可能，使公地技术的发展得到了有效推进。

在收费站中，我们需要把收费车道、监控机房以及配电房的地网连接在一起，以扁钢带作为连接的介质，使得地网均压等电位，有效防止电位反击。利用这种办法，使建筑物里的机电设备与建筑物的电位差得以消除，建筑物里面的磁场强度也会有所减弱，感应雷的破坏力度也就没有那么大了。利用等电位连接技术，可以有效提升收费站建筑物里机电设备的防雷与避雷能力，可放宽接地电阻要求，收费站建设也会更省钱，而且施工难度也会有所降低，具备非常好的经济效益。

2 高速公路机电设备防雷的有效对策

2.1 高速公路监控系统防雷对策

作为高速公路运行中非常重要的一个系统，监控系统的主要功能是采集交通数据、视频和路况数据等，为驾驶员和交通工作人员提供便利，保障高速公路的安全、舒适与高效。一般高速公路都会根据道路的情况设置不同的监控设备、信息发布和信息采集设备，在防雷处理时将每台监控设备的电源线、信号线都要进行防雷器的安装，防雷器应就近安装在监控设备的外壳上或者是直接接地。

监控系统中的收费站监控系统和道路监控系统都是由前段部分、传输部分以及终端部分组成，两个系统在防雷设计上基本一致，道路交通监控系统主要侧重前端部分和传输部分的防雷保护，在设计上可以采用前端摄像机以及云台立杆的顶部安装一个长度在 2m 的避雷针，避雷针顶端设计成尖形，避雷针的引线采用 25mm2的接地铜线与接地系统连接。每一个监控点都要配备独立的地网，对于土壤电阻率较大的地区，要使用接地模块和接地体联合使用，保证接地电阻小于 4Ω。

2.2 高速公路收费计算机网络设备的防雷对策

对于高速公路机电设备而言，收费计算机网络计算设备的数量是比较多的，而且拓展面十分广阔，因此非常容易受到雷电的伤害。一般而言，我们会将RJ45防雷器安装在计算机网卡端口以及计算机与网络路由器的双绞线网线为止，防止雷电电流通过网线线路损害计算机以及网络设备。在监控机房与收费站计算机路由器之间的同轴电线两端为止，要安装RJ45防雷器及接口。与此同时，还需要根据就近原则将每个端口安装的防雷器接地或连接机器外壳。

2.3 电源线路的防雷措施

高速公路在使用高压电线时，需要将避雷器安装在介入的三相电源变压器为止各相接地处，在选择避雷器材质时，应当选用氧化锌材料，要根据就近原则将电源变压器外壳、电源低电压一端的零线、电缆金属外壳接地端或者连接到地上。配电房与电源变压器中间的低电压电缆线路应该采用地下布线的方式，在金属管中穿入电缆电线，将其埋在地表下，防止出现雷击情况。监控机房到配电房之间的输电电路也同样要埋在地表之下，同時还要采取屏蔽手段。高速公路收费站建筑里的配电箱电路两头的屏蔽部分要就近接地。由于收费站使用的是弱电，需要将B220/20KA型单相电源防雷器安装在电缆两端，采取屏蔽电缆，与此同时要将电缆埋在地表之下。要将B380/40K型电源防雷箱安装在监控室配电箱里，利用远程主动防御报警技术来达到远程监控的目的。

2.4 交流配电系统与通信系统的防雷接地对策

通信设备在高速公路机电设备中也是重要的一种设备，为了实现传输设备安全和稳定服务工作，我们必须要用到通讯设备，通信系统有着跨度大的特点，因此，我们在防雷措施中必须要提高通信系统的防雷接地措施。可以将两个接地螺栓安装在传输设备机柜上，采用单点接地的措施接入大地，传输设备工作底线为其中的一条，用于通信系统直流工作电源地线，第二条为二次保护电路底线，可以将以此保安单元后剩余的电荷释放进大地中。在交流配电系统方面，要提供单独的交流 ，并且要断开交流电网所提供的保护地线，倘若没有办法实现这一点，我们还可以与配线架防雷地公用，这里要注意的一点是，一定要安装电源防雷装置，防止交流电网出现干扰信号，影响系统的正常运行。

2.5 高速公路外场设备的防雷对策

我们要将高速公路外场设备同样进行接地措施，实际调试电阻值数据应当不能低于4Ω。监控设备应该保持和整个防雷结构能够同步运行，在运行中间实际的规范电阻值应当要求低于1Ω。在防雷架构协调任务处理中，供电线缆应当做好信号屏蔽处理，同时提升通信电缆和电力系统稳步运行的水平，防止雷电事件对系统运行造成影响。外科设备和整个防雷监控系统的搭建应当同期进行，互相协调，至于场外设备的电源归控潜质与管道敷设绩效通常需要稳定在必要界定方式之内；要适当考虑有关金属器件的布置格局，防止突发状况扩散。接地方案选用上大致应用单点处理措施，在进行设备与地线专用区域地网规划工作上，务必要符合要求规范。

3 结束语

综上所述，高速公路机电设备防雷技术的应用，使高速公路机电设备得到了有效保护，极大的提升了高速公路机电设备的工作稳定性，确保高速公路工作人员的人身安全，这对于我国高速公路系统的可持续发展，有着极为积极的推动作用。

参考文献

[1]王晓燕.高速公路机电系统集成与应用维护[M].西安：电子科技大学出版社，2010.

[2]张智勇.高速公路机电系统新技术及应用[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]易哲熙.高速公路机电系统运营管理与维护模式的探讨[J].湖南交通科技，2011（01）.

作者单位

西安公路研究院 陕西省西安市 710065