高速公路机电设备防雷技术

　　近年来，高速公路上安装的机电设备数量、种类越来越多，系统功能也越来越强大，不仅包括一些强电设备，还包括大量的弱电设备。虽然实现了功能全面，但容易受到雷电天气的干扰损坏。机电设备在绝缘处理上具有一定弱势，电压受力相对较差，遇到雷电天气容易导致较高的事故发生率。因此，为了更好地保障高速公路过往车辆运行的安全性、畅通性、平稳性，必须加强机电设备防雷技术的应用，有效地做好防雷措施，加强机电设备的绝缘处理，从根本上达到防雷效果。

高速公路机电设备防雷技术

　　1高速公路机电设备遭遇雷击的严重后果

　　随着互联网技术、数字化技术、通信技术的发展，收费系统、供电系统、监控系统、通信系统等已经被应用于高速公路中，为高速公路的运行效率提供了有力保障。然而，在实际的操作过程中，机电设备在高速公路系统中的应用也会出现一些问题，尤其遇到雷电天气，机电设备受损情况较为严重，引起火灾、事故的现象偶有发生。一般情况下，高速公路上的机电设备遇到雷击受损主要来源于感应雷与直击雷。直击雷的电压参数越高，其产生的电流值越强大，因此，机电设备会受到损坏。感应雷是通过雷电带来的电流导入大地产生磁场，而磁场范围内的机电设备就会在雷击的刹那间出现故障。因此，直击雷对机电设备造成的损害更为严重，在实际的防雷处理方面，技术人员往往注重直击雷的防范，而忽略了对感应雷的预防。

　　2防雷接地技术在高速公路机电设备中的应用

　　防雷接地处理在高速公路机电设备防雷工作中尤为重要，无论是直击雷还是感应雷，都要构建防雷接地系统，将电流、电压及时导入大地，控制好操作指标与参数，防止雷电的攻击，达到防雷效果。由于防雷接地处理技术多种多样，所以，在使用中应根据具体情况来选择。通常情况下，防雷接地技术有四种：防雷接地、直接工作接地、交流工作接地、安全保护接地。在收费系统中，需要采用扁钢带连接监控中心、配电中心、收费中心，使地网系统中的电压都处于均压状态，可以防止雷击。变压器在交流电路中具有重要作用，因此，在高速公路机电设备的交流电路中同样重要。机电设备变压器一般情况下都安装在室外，并与外部大电网连接，一旦遭遇雷击，变压器在强电流压力下被破坏，整个机电系统就会处于瘫痪状态，无法正常工作，这是由于变压器连接在供电线路中所致。如果将变压器进行接地操作，即可避免变压器遭雷击后机电设备出现问题，在实际的接地操作中，可将变压器直接接地，一旦遭遇雷击后，变压器受损跳闸，便可起到保护机电设备的效果。通常情况下，由于机电设备都与电有关，属于带电体，因此，在运输途中遭遇一些撞击而导致绝缘效果减弱的现象也偶有发生，在遭遇雷击出现机电设备故障的情况也在所难免。为了降低这些概率的发生，保障其安全，就要对绝缘部分较差位置做好接地处理，降低触电风险。

　　3高速公路机电设备防雷的具体处理方法

　　3.1监控装置的防雷处理

　　在高速公路上安装监控装置必不可少，尤其在收费站区域，监控系统可以起到很好的作用。监控装置的数量取决于车道的数量，一般情况下在6台摄像机以上，以确保收费监控效果，观察车辆行驶情况。加强对监控装置的保护十分重要，以避免雷击造成的破坏。将型号为485的防雷器进行接地连接，安装在摄像机的控制线路外壳上，再将型号为NBC的避雷器连接在每台机械视频输出端口或者是杆顶处安装一个长度约为2m的避雷针，避雷针采用接地铜线连接，铜线长度约为25mm2，另外，接地电阻要保证小于4Ω，以避免雷击破坏。视频监控系统防雷如图1所示。

　　3.2收费装置的防雷处理

　　高速公路系统中的电子技术在相关技术更新换代的同时也得到了有效提升，网络机电设备的类型也越来越多，收费装置的精准度、清晰度也得到了提高，但随着设备不断增多的情况下，所要拓展的范围也越来越广。为此，可能遭受雷击的现象也越来越多。为了进一步确保收费装置安全运行，必须高度重视防雷处理工作，无论是网线位置，还是网卡端口处的外壳，都需要安装型号为RJ45的避雷器，并进行接地处理，用来控制与阻断雷击电流，保障机电设备的正常运作。

　　3.3电源线路的防雷处理

　　在高速公路电源线路的防雷处理中，将变压器与大地进行接地操作处理，在其外壳上安装避雷器，最好选择氧化锌材料的避雷器。另外，无论是哪个端口安装避雷器，都要选择就近原则。配电房的低电压与变压器连接的防雷处理中，最有效的方法是采用地下敷设线路法，先将电线置入金属管内，然后再埋设于地下，这样避雷最有效。另外，从监控系统到配电系统间的线路要做好屏蔽工作，实施地下敷设处理方法，避雷器的安装都要遵循就近原则，采用接地操作法，可以起到更好的避雷效果。

　　3.4通信装置的防雷处理

　　通信系统在高速公路机电设备系统中必不可少，对信息的传输、信号的传递十分重要，通信服务的质量直接影响了高速公路车辆的出行安全。可以说，通信系统拓展的范围较广，通信系统能否具有高效性、稳定性、安全性，取决于防雷接地是否处理得当。在传输设备机柜上，至少要备好两个接地口，1条为工作线，1条为保护电路的地线。在交流配电系统运行过程中，设立独立、安全的交流环境，并切断保护接地，如果无法执行此操作，也可以与接线表的防雷底座配合使用。防雷保护系统如图2所示。

　　3.5照明系统的防雷处理

　　高速公路系统中的照明装置资源利用率较高，大部分采用太阳能技术为基础的LED灯，LED灯不仅能耗低、辐射效果弱，而且灯光亮度也极高，具有一定的环保节能优势。LED灯自带太阳能充电功能，属于电气设备中的弱电设备，很容易被雷击。典型的LED照明灯具外层是一种导体材料，具有避雷能力。可以用灯柱顶部做接闪器，为了保证遮光板、灯具等在闪烁的保护范围内，需要重视灯杆的防雷接地操作，增强整个LED照明系统的防雷效果。另外，电源线路位置极易受到静电反应、电磁感应等，在这些因素作用的影响下，产生的突峰电流、电压会直接影响LED灯具的受损程度，为了进一步避免这些问题，可以在LED灯具周围安装保护器，以确保高速公路的安全运行。

　　3.6建筑物内机电设备的防雷处理

　　针对建筑物内部的各类机电设备，应严格按照防雷等级设计，特别是内部防雷设计。在建筑物内部，为了防止电缆线路受到雷击而破坏电源，必须安装电涌保护器。在电子系统中也应做好均压等电位、泻流、分流、屏蔽等防雷措施。在不同金属部件的连接位置，要做好电位衔接，以均衡电位，避免出现因雷击而导致的跨步电压，降低伤亡概率。泻流、分流是指通过引线、接闪、接地等措施将雷电分流，引入地下，确保设备及其部件免受雷击。另外，还可以利用自然屏蔽物体阻挡或降低因雷击而施加到相关设备上的电压。

　　4结语

　　总而言之，高速公路已经成为现代交通系统的重要组成部分，具有无可替代的位置和价值。高速公路为人们出行带来了方便，缩短了地区间的路程，带动了区域经济的发展。为方便车辆运行，高速公路必须设置机电设备装置，包括收费装置、监控装置、通信装置等，但电子系统在遇到雷雨天气时机电设备极易受到损害，因此，为了更好地处理好雷击造成的问题，应不断加强机电设备防雷处理，提前预测风险，提前解决，做好设备接地与防雷技术操作，降低事故发生率。

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　　《高速公路机电设备防雷技术》来源：《交通世界》，作者：冯海军