高速公路计重设备防雷略论_公路论文发表

高速公路计重设备防雷略论
孙旻
摘要：本文主要介绍了高速公路计重设备造成雷击的原因，并结合实际阐述了防雷对策，同时，也对日常的运行和维护提出了措施和建议。
关键词：计重设备防雷、计重设备防雷维护、计重设备防雷建议
计重设备是高速公路机电工程中的一个重要组成部分，在高速公路的日常运行中，一旦发生雷击，计重设备往往成为因雷击而损坏的设备重灾区。设备损坏后会给经济带来巨大损失，更会给交通安全带来极大隐患。因此防雷成了机电工程中不可缺少的一部分。
一、造成计重设备雷击的原因
雷击种类往往有直击雷、雷电感应（包括静电感应、电磁感应），从发生的概率来讲，雷电感应造成的设备损坏的可能性大大高于直击雷对设备损坏的可能性。
1、电源设备遭受雷击，引发计重设备瘫痪
通过统计发现，原因主要有两点：第一，电源线路的铺设路径较长，而且布线方式比较复杂，很容易受到雷击电脉冲的影响（绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰）；第二，电源线路线径比较粗，其线上自由电荷的数量较信号线更多，因此雷击时更容易出现大量的电荷流动，其结果是出现较大的感应电流。
2、信号系统被雷击，造成计重设备损坏
一般情况下，施工单位在对信号线施工时，线路的屏蔽并不到位，造成信号受雷击电磁脉冲的影响可能性增加。在实际运行中，信号端口受损情况较多，造成信号端口出现过电压而损坏，主要表现为以下两点：第一，信号线路无屏蔽或屏蔽不良，受雷击电磁脉冲的影响而产生感应过电压导致与信号线路连接的设备端口损坏；第二，电源系统的防雷器在启动后仍有残余电压，残余电压通过设备内部的线路耦合到设备信号端口，工作电压较低的信号端口则会因为此过高的电压而被损坏。
3、地电位反击，作用在设备的电源和端口上
收费系统的所有电气设备，其外壳都与接地网通过地线有直接的连接。雨棚接闪时，雷电流沿着雨棚的结构钢柱向大地泄流。雨棚的结构钢柱与设备处于同一接地网中，因接地网存在接地电阻，此时便产生了电位差，会作用在电源和端口上。
二、计重设备防雷对策
收费设备防雷保护是一个整体、系统的工作，只有将各部分有机的结合在一起才能发挥应有的效果。
1、外部的防雷保护
外部防雷的主要目的是接闪，并将雷击通过引线快速泄放。对于新建收费站，应每年做好防雷检测，并保证各系统的接地电阻值小于4欧姆。对于老收费站，应检查雨棚的接闪器保护范围是否能覆盖整个雨棚，引下线数是否符合国家标准，接地电阻是否小于4欧姆。对于不符合标准的站点，立即整改。
2、做好屏蔽措施
除做好雨棚的屏蔽防护外，要做好电源和信号线的屏蔽措施，这也是一种简单、经济的抗雷感应方法。在实施的过程中，电源和信号线都应穿过金属管埋设，由于屏蔽信号线两端可能会造成数据传输失败，可一端接地。
3、采取均压等电位措施
为保证所有设备都能有相等的接地电位，避免产生电位差而造成设备损坏，需采取均压等电位措施，使车道内所有的金属导体、设备外壳等全部与车道的联合接地装置进行可靠连接，并安装雷击耐受力较高的电源和信号的防雷器。
4、采用防雷器对设备的过电压进行抑制
通过分析造成计重设备雷击的主要原因，我们可以发现：只要解决了电源、信号线、地线之间的电位差，最终实现三者间的等电位，便可减少设备损坏。解决方法为：在电源线、信号线、地线之间安装等位连接器，在雷击时等位连接器将三者电位维持在一个相等状态。
对于计重设备来说，电源的防雷器应主要考虑称重设备箱和费额显示器，同时，又以离收费亭最远的称重机柜为最重要。信号的防雷，也就要求在车道控制器分别到称重设备机柜和费额显示器的这两条RS232串口现两端安装信号防雷器。
电源和信号的防雷器必须按照标准与设备外壳可靠连接，设备外壳与车道接地网可靠连接，才能最终达到良好的防雷效果。
三、计重设备防雷装置运行维护措施
1、在雷雨季节来临前夕，尤其是多雷区，必须对计重设备的接地系统进行全方位的检查和维护。主要检查设备与接地线路的连接是否牢固、接触是否良好、接地体是否有锈蚀、附近地面是否有异常，发现问题，及时解决。
2、对接地网的接地电阻、避雷针等接地设备定期测量，发现异常，及时解决。
四、计重设备防雷装置运行建议
1、尽可能减低接地电阻。随着时间的推移，接地电阻会逐年增加，防雷效果会逐年减低。
2、在变压器高低压侧都应该安装避雷器。
3、地网采用共地式，即工作地、保护地连接在同一电网。
4、管理部门加强对防雷装置的管理，对相关记录、年检等妥善保管，当发生雷击事故后能调查、分析原因和雷电损失，减轻雷击事故造成的影响，保障国家利益和人民生命财产安全。
五、结束语
防雷是一项系统工程，必须贯彻整体防护思想。要消除高速公路计重设备雷击，应从技术和管理两方面着手。只有采取先进的防雷设备加严格的管理措施，才能将雷害对计重设备的损坏降到最低，提高高速公路服务水平。