高速公路机电设备的防雷技术研究

梁焱坤

(辽宁新发展公路科技养护有限公司，沈阳 110101)

机电设备的稳定性与安全性与高速公路的实际运行情况息息相关。在高速公路建设过程中，机电设备建设始终都是最为重要的一个环节。雷电是引发高速公路机电设备故障的主要因素，加强对高速公路机电设备的防雷技术研究具有十分重要的现实意义。结合个人对高速公路机电设备的研究经验，在梳理了相关参考文献的基础上，就高速公路机电设备防雷技术措施展开全方位的研究。

1 雷电对高速公路机电设备的危害

随着科学技术手段的不断发展创新，越来越多的机电设备被应用于高速公路建设中，以实现高速公路的电子化。虽然机电设备的大量应用有效提高了高速公路的运行与管理效率，但相应地也带来了一些问题，如因雷电等恶劣天气因素引发的机电设备损坏问题，将给高速公路的运行安全带来不可预计的影响与损失。尤其是高速公路本身的位置相对较高，周边十分空旷，还有可能会经过山区，处于此种环境下的机电设备极易遭受到雷电的攻击。因此，雷电现象俨然已经成为高速公路机电设备故障问题的主要原因。

高速公路机电设备遭遇的雷电危害，以直击雷、感应雷这两种雷电危害为主。其中，直击雷的破坏力要更大一些，给高速公路机电设备带来的危害性也更强。因为直击雷的电压参数相对较高，所以在瞬间就能够形成强大的电流值，严重破坏高速公路的机电设备。而感应雷的出现，往往是因为雷电电流导入大地时会在雷击位置出现庞大的强磁场，而此时机电设备位于磁场内，就会与磁场进行相互切割，发生刹那间闪击现象损坏机电设备。在高速公路机电设备的防雷防范处理上，主要以直击雷防护为主，但感应雷给机电设备造成的危害性也在扩大。为了切实提升高速公路的安全性，相关人员在高速公路机电设备的防雷处理上，应全面做好直击雷与感应雷的雷击防护工作，以降低雷电危害。

2 高速公路机电设备防雷技术措施

高速公路是为人们提供交通出行服务的，因此，确保人们的出行安全是高速公路建设的首要重任。高速公路的机电设备运行情况与高速公路的实际运行安全息息相关。所以，切实保证高速公路机电设备的安全运行至关重要。针对造成机电设备故障的主要原因——雷电危害，工作人员在日常工作中应利用先进的防雷技术，强化对高速公路机电系统的保护。可从防雷接地、机电设备防雷处理两方面入手。

2.1 防雷接地技术措施

无论是直击雷的防范，还是感应雷的防范，基本防雷工作的开展都必须要将电流或电压第一时间导入大地，这也是进行后续细化工作的重要基础。要想避免雷电危害，必须要构建一个良好的机电设备接地系统，规范相关的操作指标，以达到最为理想的防雷效果。防雷接地方式众多，最具代表性的防雷接地技术主要有以下四种类型：防雷接地、交流工作接地、直流工作接地以及安全保护接地。在实际工作中，具体选择哪种防雷基地技术，还要结合机电设备的实际需求进行妥善选择，如对高速公路收费系统而言，需要连接配电中心、监控中心以及收费站，为了确保地网系统能够呈现出均压等电位状态，可以采用扁钢带为介质进行可靠连接，以避免发生电位反击问题。借助等电位连接的方式，不仅能够提升高速公路机电设备的防雷效果，还能够起到适当放宽接地电阻参数，降低收费系统运行成本的作用。

在交流电路中，变压器是不可或缺的重要组成部分，其在高速公路系统中也同样重要。高速公路机电设备中的变压器，大多安装在室内，与外部电网直接连接。一旦变压器遭受到雷电危害，在强大的感应电流作用下，变压器势必会发生不同程度的损坏，给整个机电系统带来巨大威胁。为了有效降低因变压器损坏而给整个机电系统造成的损失，可实施变压器接地工作。在变压器接地操作过程中，其中心点要直接与大地建立联系，以保证变压器在遭受雷电危害时能够直接跳闸，以实现对变压器本身以及高速公路机电设备的保护。

高速公路机电设备本身属于带电体，极易受到外界因素干扰而削弱自身绝缘效果，造成绝缘层的损坏。一旦机电设备遭遇到雷电的袭击，极有可能在人、设备以及大地三者之间构成一个电流通路，造成触电等重大的安全事故。为了避免这种危险，应将机电设备的不带电部分实施接地保护，依靠接地装置将泄露电流引入大地中，以避免触电事故的发生。

2.2 机电设备防雷技术措施

第一，对高速公路监控装置的防雷处理。高速公路的收费区域会装置一定数量的监控系统，具体装置数量视车道数量予以确定。为了最大限度地保证监控效果，避免监控装置因遭受雷电危害而导致整个系统瘫痪，可在监控系统的控制电路上设置防雷器械，并遵循就近原则实施接地处理，也可与设备外壳直接连接。需要注意的是，在敷设监控系统线路时，需要使线路穿过金属管后在埋设入地下，切记不得将其裸露于地面之上，以降低遭受雷电危害的几率。

第二，对高速公路收费装置的防雷处理。收费系统的安全稳定运行，离不开有效的防雷工作，因此，应做好高速公路收费装置的防雷处理。在防雷处理中，可以在收费装置的网卡断口以及网线处配备相应的防雷器，实现对雷电流的隔断，确保在复杂的环境下收费装置也可以安全、可靠运行。同时，还可以增设防雷器于路由器、监控中心同轴线，采取与监控系统相同的防雷处理方式，直接进行接地。

第三，对高速公路通信装置的防雷处理。高速公路的通信系统往往具有较大的跨度，因此防雷工作的难度也相对较大。在防雷处理过程中，可以在系统传输设备的机柜上准备至少2个接地螺栓，利用单点接地方式与大地相连。其中一条应为工作地线，另一条则为二次保护地线。

3 结语

高速公路的机电设备数量不断增加，虽然极大提升了高速公路的运行与管理效率，但因为机电设备绝大多数都属于电子系统，具有较高的敏感度，极易遭受雷电危害，给高速公路的运行安全带来了巨大的影响。应该加强对高速公路机电设备防雷技术的研究，积极探索有效的防雷技术措施，打造出科学合理的防雷系统，从而最大限度地降低雷电对高速公路机电设备带来的危害，保证高速公路机电设备的运行安全。