高速公路機(jī)電設(shè)備的防雷技術(shù)研究

梁焱坤

(遼寧新發(fā)展公路科技養(yǎng)護(hù)有限公司，沈陽(yáng) 110101)

機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性與高速公路的實(shí)際運(yùn)行情況息息相關(guān)。在高速公路建設(shè)過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備建設(shè)始終都是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。雷電是引發(fā)高速公路機(jī)電設(shè)備故障的主要因素，加強(qiáng)對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的防雷技術(shù)研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)合個(gè)人對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的研究經(jīng)驗(yàn)，在梳理了相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，就高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)措施展開(kāi)全方位的研究。

1 雷電對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的危害

隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷發(fā)展創(chuàng)新，越來(lái)越多的機(jī)電設(shè)備被應(yīng)用于高速公路建設(shè)中，以實(shí)現(xiàn)高速公路的電子化。雖然機(jī)電設(shè)備的大量應(yīng)用有效提高了高速公路的運(yùn)行與管理效率，但相應(yīng)地也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如因雷電等惡劣天氣因素引發(fā)的機(jī)電設(shè)備損壞問(wèn)題，將給高速公路的運(yùn)行安全帶來(lái)不可預(yù)計(jì)的影響與損失。尤其是高速公路本身的位置相對(duì)較高，周邊十分空曠，還有可能會(huì)經(jīng)過(guò)山區(qū)，處于此種環(huán)境下的機(jī)電設(shè)備極易遭受到雷電的攻擊。因此，雷電現(xiàn)象儼然已經(jīng)成為高速公路機(jī)電設(shè)備故障問(wèn)題的主要原因。

高速公路機(jī)電設(shè)備遭遇的雷電危害，以直擊雷、感應(yīng)雷這兩種雷電危害為主。其中，直擊雷的破壞力要更大一些，給高速公路機(jī)電設(shè)備帶來(lái)的危害性也更強(qiáng)。因?yàn)橹睋衾椎碾妷簠?shù)相對(duì)較高，所以在瞬間就能夠形成強(qiáng)大的電流值，嚴(yán)重破壞高速公路的機(jī)電設(shè)備。而感應(yīng)雷的出現(xiàn)，往往是因?yàn)槔纂婋娏鲗?dǎo)入大地時(shí)會(huì)在雷擊位置出現(xiàn)龐大的強(qiáng)磁場(chǎng)，而此時(shí)機(jī)電設(shè)備位于磁場(chǎng)內(nèi)，就會(huì)與磁場(chǎng)進(jìn)行相互切割，發(fā)生剎那間閃擊現(xiàn)象損壞機(jī)電設(shè)備。在高速公路機(jī)電設(shè)備的防雷防范處理上，主要以直擊雷防護(hù)為主，但感應(yīng)雷給機(jī)電設(shè)備造成的危害性也在擴(kuò)大。為了切實(shí)提升高速公路的安全性，相關(guān)人員在高速公路機(jī)電設(shè)備的防雷處理上，應(yīng)全面做好直擊雷與感應(yīng)雷的雷擊防護(hù)工作，以降低雷電危害。

2 高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)措施

高速公路是為人們提供交通出行服務(wù)的，因此，確保人們的出行安全是高速公路建設(shè)的首要重任。高速公路的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況與高速公路的實(shí)際運(yùn)行安全息息相關(guān)。所以，切實(shí)保證高速公路機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。針對(duì)造成機(jī)電設(shè)備故障的主要原因——雷電危害，工作人員在日常工作中應(yīng)利用先進(jìn)的防雷技術(shù)，強(qiáng)化對(duì)高速公路機(jī)電系統(tǒng)的保護(hù)。可從防雷接地、機(jī)電設(shè)備防雷處理兩方面入手。

2.1 防雷接地技術(shù)措施

無(wú)論是直擊雷的防范，還是感應(yīng)雷的防范，基本防雷工作的開(kāi)展都必須要將電流或電壓第一時(shí)間導(dǎo)入大地，這也是進(jìn)行后續(xù)細(xì)化工作的重要基礎(chǔ)。要想避免雷電危害，必須要構(gòu)建一個(gè)良好的機(jī)電設(shè)備接地系統(tǒng)，規(guī)范相關(guān)的操作指標(biāo)，以達(dá)到最為理想的防雷效果。防雷接地方式眾多，最具代表性的防雷接地技術(shù)主要有以下四種類(lèi)型：防雷接地、交流工作接地、直流工作接地以及安全保護(hù)接地。在實(shí)際工作中，具體選擇哪種防雷基地技術(shù)，還要結(jié)合機(jī)電設(shè)備的實(shí)際需求進(jìn)行妥善選擇，如對(duì)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)而言，需要連接配電中心、監(jiān)控中心以及收費(fèi)站，為了確保地網(wǎng)系統(tǒng)能夠呈現(xiàn)出均壓等電位狀態(tài)，可以采用扁鋼帶為介質(zhì)進(jìn)行可靠連接，以避免發(fā)生電位反擊問(wèn)題。借助等電位連接的方式，不僅能夠提升高速公路機(jī)電設(shè)備的防雷效果，還能夠起到適當(dāng)放寬接地電阻參數(shù)，降低收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行成本的作用。

在交流電路中，變壓器是不可或缺的重要組成部分，其在高速公路系統(tǒng)中也同樣重要。高速公路機(jī)電設(shè)備中的變壓器，大多安裝在室內(nèi)，與外部電網(wǎng)直接連接。一旦變壓器遭受到雷電危害，在強(qiáng)大的感應(yīng)電流作用下，變壓器勢(shì)必會(huì)發(fā)生不同程度的損壞，給整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)帶來(lái)巨大威脅。為了有效降低因變壓器損壞而給整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)造成的損失，可實(shí)施變壓器接地工作。在變壓器接地操作過(guò)程中，其中心點(diǎn)要直接與大地建立聯(lián)系，以保證變壓器在遭受雷電危害時(shí)能夠直接跳閘，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器本身以及高速公路機(jī)電設(shè)備的保護(hù)。

高速公路機(jī)電設(shè)備本身屬于帶電體，極易受到外界因素干擾而削弱自身絕緣效果，造成絕緣層的損壞。一旦機(jī)電設(shè)備遭遇到雷電的襲擊，極有可能在人、設(shè)備以及大地三者之間構(gòu)成一個(gè)電流通路，造成觸電等重大的安全事故。為了避免這種危險(xiǎn)，應(yīng)將機(jī)電設(shè)備的不帶電部分實(shí)施接地保護(hù)，依靠接地裝置將泄露電流引入大地中，以避免觸電事故的發(fā)生。

2.2 機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)措施

第一，對(duì)高速公路監(jiān)控裝置的防雷處理。高速公路的收費(fèi)區(qū)域會(huì)裝置一定數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，具體裝置數(shù)量視車(chē)道數(shù)量予以確定。為了最大限度地保證監(jiān)控效果，避免監(jiān)控裝置因遭受雷電危害而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，可在監(jiān)控系統(tǒng)的控制電路上設(shè)置防雷器械，并遵循就近原則實(shí)施接地處理，也可與設(shè)備外殼直接連接。需要注意的是，在敷設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)線路時(shí)，需要使線路穿過(guò)金屬管后在埋設(shè)入地下，切記不得將其裸露于地面之上，以降低遭受雷電危害的幾率。

第二，對(duì)高速公路收費(fèi)裝置的防雷處理。收費(fèi)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，離不開(kāi)有效的防雷工作，因此，應(yīng)做好高速公路收費(fèi)裝置的防雷處理。在防雷處理中，可以在收費(fèi)裝置的網(wǎng)卡斷口以及網(wǎng)線處配備相應(yīng)的防雷器，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流的隔斷，確保在復(fù)雜的環(huán)境下收費(fèi)裝置也可以安全、可靠運(yùn)行。同時(shí)，還可以增設(shè)防雷器于路由器、監(jiān)控中心同軸線，采取與監(jiān)控系統(tǒng)相同的防雷處理方式，直接進(jìn)行接地。

第三，對(duì)高速公路通信裝置的防雷處理。高速公路的通信系統(tǒng)往往具有較大的跨度，因此防雷工作的難度也相對(duì)較大。在防雷處理過(guò)程中，可以在系統(tǒng)傳輸設(shè)備的機(jī)柜上準(zhǔn)備至少2個(gè)接地螺栓，利用單點(diǎn)接地方式與大地相連。其中一條應(yīng)為工作地線，另一條則為二次保護(hù)地線。

3 結(jié)語(yǔ)

高速公路的機(jī)電設(shè)備數(shù)量不斷增加，雖然極大提升了高速公路的運(yùn)行與管理效率，但因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備絕大多數(shù)都屬于電子系統(tǒng)，具有較高的敏感度，極易遭受雷電危害，給高速公路的運(yùn)行安全帶來(lái)了巨大的影響。應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)的研究，積極探索有效的防雷技術(shù)措施，打造出科學(xué)合理的防雷系統(tǒng)，從而最大限度地降低雷電對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備帶來(lái)的危害，保證高速公路機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全。