高速公路機(jī)電設(shè)備防雷措施探索

李寶敏

(河北省高速公路京秦管理處唐山管理所)

1 雷患分析

供電系統(tǒng):高壓、低壓線路雷擊;配電設(shè)備損壞;瓷瓶炸裂;造成隧道停電等。中央監(jiān)控系統(tǒng):線路板雷電擊壞;部分介面和PLC被擊壞;多個(gè)子系統(tǒng)失控。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng):部分電源損壞;信號(hào)反饋部分失效;閉環(huán)自控呈現(xiàn)開路狀態(tài)。閉路電視系統(tǒng):電源控制器被擊壞;一些區(qū)段無圖像;監(jiān)視器線路板損壞。交通監(jiān)控系統(tǒng):中央監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其喪失部分控制能力;系統(tǒng)經(jīng)常報(bào)警。照明系統(tǒng):測(cè)光儀器被雷擊壞;自動(dòng)控制失效，只能手動(dòng)控制。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng):癱瘓。通風(fēng)系統(tǒng):自動(dòng)控制失效;只能手動(dòng)控制。緊急電話系統(tǒng):部分電話擊壞，不能通話。無線廣播系統(tǒng):部分中間繼器損壞，信號(hào)傳輸受阻。有線廣播系統(tǒng):部分回路無輸出。

2 目前高速公路防雷工程存在的問題

(1)高速公路防雷系統(tǒng)工程還沒有專業(yè)的規(guī)范管理制度，高速公路防雷設(shè)計(jì)與施工都還未實(shí)現(xiàn)專業(yè)化管理。

(3)高速公路機(jī)電系統(tǒng)中防雷部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容普遍存在系統(tǒng)方案不完整，技術(shù)指標(biāo)和要求不明確，防雷綜合性和系統(tǒng)性要求都較差，防雷產(chǎn)品的廠家、型號(hào)、規(guī)格無指定，具體技術(shù)指標(biāo)無定量現(xiàn)象。

(4)高速公路防雷部分由于在設(shè)計(jì)和招評(píng)標(biāo)階段沒能引起大家足夠的重視，所以帶來投標(biāo)單位響應(yīng)不全面，防雷工程造價(jià)在后期工程中的投人明顯偏大。同時(shí)，施工過程因設(shè)計(jì)不具體而容易被簡化和忽略了某些重要內(nèi)容，導(dǎo)致防雷系統(tǒng)出現(xiàn)漏洞和隱患，產(chǎn)生的不良后果往往使工程質(zhì)量很難讓營運(yùn)管理者滿意，也容易發(fā)生工程合同上的糾紛，以及被雷擊后無備品備件維修損壞的機(jī)電設(shè)備，導(dǎo)致重大功能長期失效，嚴(yán)重影響高速公路正常營運(yùn)。

(5)施工單位無防雷專業(yè)資格，施工者無防雷專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致防雷工藝要求不合格現(xiàn)象普遍存在。

(6)施工監(jiān)理缺乏防雷專業(yè)化知識(shí)和相應(yīng)工程施工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致防雷工程質(zhì)量達(dá)不到要求也相當(dāng)嚴(yán)重。

(7)防雷系統(tǒng)沒有定期檢測(cè)，容易帶來因防雷器失效而發(fā)生機(jī)電設(shè)備被雷擊的事故。另外，防雷系統(tǒng)日常維護(hù)管理無強(qiáng)制性規(guī)定。不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)防雷上出現(xiàn)的問題，容易導(dǎo)致雷擊事故的發(fā)生，帶來機(jī)電設(shè)備的損壞，甚至于危及人生安全。

3 防雷設(shè)計(jì)方案

3.1 電源線路防雷

(1)10 kV高壓供電線路的末端采用有金屬護(hù)套或絕緣護(hù)套電纜穿鋼管埋地引入配電房，金屬護(hù)套和鋼管兩端就近可接地。

進(jìn)行亞組判別的多分類Logistic回歸分析結(jié)果見表4。可見影響亞組判別的變量有年齡、BMI、引產(chǎn)前宮頸評(píng)分、胎膜早破、延期妊娠和妊娠高血糖。模型的總判對(duì)率為84.09%（（717+198+803）/2043），根據(jù)該模型可對(duì)孕婦引產(chǎn)時(shí)選擇藥物提供參考。

(2)10 kV高壓線末端接入電源變壓器處，每相對(duì)地均應(yīng)安裝氧化鋅避雷器。

(3)電源變壓器的機(jī)殼、電源低壓側(cè)零線、電纜的金屬護(hù)套均應(yīng)就近接地。

(4)由電源變壓器到配電房之間的低壓輸電線路應(yīng)埋地布線，其長度不宜小于15 m。

(5)在配電房的低壓配電屏上安裝KBT-380A/80 kA電源防雷箱，將電源線上出現(xiàn)的巨大浪涌電流吸收。

(6)由配電房到監(jiān)控樓的供電電纜采用屏蔽電纜埋地引入。樓內(nèi)配電箱的零線不作重復(fù)接地，電纜兩端的屏蔽層就近接地。

(7)在監(jiān)控樓內(nèi)的配電箱里，安裝KBT-380A/40 kA電源防雷箱。該防雷箱自帶遠(yuǎn)程告警干節(jié)點(diǎn)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。

(8)收費(fèi)國產(chǎn)的供電電費(fèi)采用屏蔽電纜并埋地布線，電纜兩端均安裝KBT-220A/20 kA單相電源防雷器，即監(jiān)控機(jī)房UPS輸出配電箱處和收費(fèi)車道內(nèi)配電箱處。

(9)在每臺(tái)戶外攝像機(jī)(如廣場(chǎng)攝像機(jī)、車道攝像機(jī))的電源輸入端，串聯(lián)安裝KBT-P200電源防雷器。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的防雷

(1)在每臺(tái)攝像機(jī)的視頻輸出端口，安裝KBT-V40A，防雷器就近接機(jī)殼或接地。

(2)在每間臺(tái)攝像機(jī)控制線處安裝KBT-C485，防雷器應(yīng)就近接機(jī)殼或接地。

(3)視頻線的敷設(shè)應(yīng)穿金屬管埋地布線。攝像機(jī)的電源輸入端安裝電源防雷器。

(4)視頻線、控制線進(jìn)入監(jiān)控機(jī)房后，在每個(gè)視頻、控制線輸入端口處，安裝KBT-V40A、KBT-C485，防雷器就近接機(jī)殼或接地。

3.3 收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷

收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷措施如下。

(1)在連接監(jiān)控機(jī)房和收費(fèi)車道HUB間的同軸電纜兩端，各安裝RJ45接口KBT-C100防雷器;

(2)由HUB到收費(fèi)計(jì)算機(jī)間的雙絞線上，在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡端口處各安裝RJ45接口KBT-C100;

(3)各防雷器就近接機(jī)殼或接地。

3.4 接地與屏蔽措施

一個(gè)良好的接地系統(tǒng)是保護(hù)人身、設(shè)備安全、系統(tǒng)穩(wěn)定工作的重要保證，也是防雷系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。特別是在強(qiáng)雷區(qū)，一個(gè)合理的接地系統(tǒng)能更快地泄放雷電流，降低殘壓，防止地電位反擊事故，有效地降低雷害威脅。

4 高速公路機(jī)電防雷的幾點(diǎn)建議

(1)相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)防雷相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，充分熟悉各種雷電的性質(zhì)、特點(diǎn)和危害，這樣有助于日常防雷工作的開展，提高對(duì)防雷工作的重視程度，并對(duì)現(xiàn)有防雷技術(shù)的不足之處給予充分的理解，避免形成對(duì)防雷工作的誤解和抵觸情緒。

(2)進(jìn)一步完善對(duì)防雷工作的法規(guī)性制約機(jī)制，采取合理科學(xué)并適宜的強(qiáng)制措施，迅速提高相關(guān)部門的防雷意識(shí)，切實(shí)保障人身和財(cái)產(chǎn)安全。

(3)盡快出臺(tái)高速公路防雷檢測(cè)規(guī)范，或會(huì)同當(dāng)?shù)胤览讬z測(cè)部門制定切合高速公路自身實(shí)際的防雷建設(shè)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，作到防雷建設(shè)和檢測(cè)有章可循。細(xì)化、量化防雷檢測(cè)工作，形成合理、有效的高速公路防雷工作程序。

(4)防雷系統(tǒng)應(yīng)由熟悉雷電防護(hù)技術(shù)的人員負(fù)責(zé)治理，防雷系統(tǒng)建設(shè)并投入使用后，應(yīng)將相關(guān)工程建設(shè)資料、每年的防雷檢測(cè)報(bào)告按照檔案治理要求進(jìn)行歸檔保存，遇有突發(fā)事件可隨時(shí)調(diào)取進(jìn)行查閱、分析原因，并加強(qiáng)與當(dāng)?shù)胤览准夹g(shù)部門的橫向聯(lián)系，及時(shí)對(duì)防雷系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、改進(jìn)和升級(jí)。

(5)在高速公路建設(shè)過程中，應(yīng)將雷電的防護(hù)工程作為一個(gè)重要子項(xiàng)目與主體工程同步設(shè)計(jì)、同步施工。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)征求有關(guān)防雷專家的意見，并送主管部門進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)審核。同時(shí)高速公路的綜合防雷工程應(yīng)作為一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目進(jìn)行公開招標(biāo)，并選擇具有甲級(jí)防雷專業(yè)設(shè)計(jì)、施工資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，相關(guān)人員須持有防雷專業(yè)施工資格證。

5 結(jié)語

綜上所述，高速公路機(jī)電系統(tǒng)的防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)重視全方位、立體化綜合防治，對(duì)感應(yīng)雷和直擊雷都要采取相應(yīng)的措施，以達(dá)到最佳防雷效果，除上述幾方面應(yīng)引起注意外，實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工過程中，在防雷結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化、技術(shù)參數(shù)的確定、防雷產(chǎn)品選型、施工材料的選取、施工工藝考究、防雷器安裝技巧等方面都值得我們深入的研究和探討，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)因地制宜，結(jié)合實(shí)際情況，細(xì)致周密的設(shè)計(jì)相應(yīng)的防雷方案，力爭做到防雷工程投資少、防護(hù)全面、配置合理、性能優(yōu)良、維護(hù)方便，整個(gè)高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

［1］ 王文鵬.高速公路機(jī)電設(shè)備防雷措施研究［J］.魅力中國，2009，(16).

［2］ 眭彥榮.原太高速公路機(jī)電設(shè)備防雷系統(tǒng)的實(shí)施［J］.山西交通科技，2004，(4).

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