高速公路機電設備防雷技術探討

馮康

摘 要： 近年來，我國的交通行業有了很大進展，高速公路工程建設越來越多。在高速公路中應用很多電子設備，并且高速公路系統通常都是在野外或者比較空曠區域，比如收費站、服務區及道路設施設備都是孤立的建筑，很容易受到雷擊。會導致高速公路設備設施有嚴重損失，并且會對高速公路系統的運行及人員、財物等安全有嚴重的影響。所以，要確保高速公路安全運行，過往車輛通行安全，一定要對機電設備防雷技術的應用進行高度重視，做好防雷處理，提高高速公路安全平穩運行能力。本文分析了防雷接地技術在高速公路機電設備中的應用情況，并多角度分析了機電設備防雷的具體處理方法。應持續研究機電設備的防雷技術，提前預測風險并解決相關問題，以有效降低事故發生率。

關鍵詞： 高速公路;機電設備;防雷技術

【中圖分類號】U412.36+6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）08-0189-01

引言：現代化信息技術的快速發展，高速公路中應用很多電子設備，通過這些電子設備可以有效的進行電子內容的傳輸，同時也可以依據不同的電子設備進行監控、收費等內容，特別高速公路的地域廣，所處的地形復雜，所安置的強電設備易遭雷電的干擾。所以在高速公路設計與施工過程中，要注意機電設備的防雷性，加強對高速公路機電設備防雷技術研發。

1 雷電對于高速公路機電設備產生的危害和影響分析

如今，高速公路中應用了很多機電設備，比如進行外場的視頻監控，應用車輛檢測的系統，進行信息發布的系統，通行隧道內的火災智能報警及照明系統，高速公路數據通信及收費裝置等。如果高速公路系統中的機電設備遭遇到雷電等，會導致機電設備受損，影響到設備及人員、財產等安全，比如，會有大面積圖像不能傳送到監控室、出現隧道照明癱瘓、通信系統中的信息和通訊中斷、收費車道設備受損癱瘓等，嚴重的會導致火災或爆炸，進而會產生非常嚴重的不良后果。

2 高速公路機電設備防雷技術及應對方法

2.1 視頻監控系統的防雷技術及對策

對于高速公路的視頻監控系統應用防雷技術主要是安裝防雷器對外界突然出現的尖峰雷電干擾在極短時間內進行導通分流，進而防止浪涌對相應設備產生損害。通常情況下，高速公路會結合道路的具體情況對各種不同監控設備設置實施相應的防雷處理，對每臺監控設備的信號線、電源線安裝相應的防雷器，防雷器要安裝在監控設備外殼上，也可以直接接地。在監控系統當中，根據道路監控及收費站監控系統的前段、傳輸、終端三部分組成情況，設計應用基本相同的防雷技術，道路交通監控系統是要對前端和傳輸兩個部分進行防雷保護，應用接地防雷技術：在前端的攝像機和云臺立桿頂部分別安裝避雷針，設計的避雷針長度大約是2m，其頂端設計成尖形，引線應用的是25mm2接地銅線，進行和接地系統連接。各個監控點進行獨立地網設計，對于土壤電阻率較大的地區，設計應用接地模塊及接地體聯合應用，進而確保接地電阻要不大于4Ω。設備防雷技術的應用是根據攝像機輸出相應的視頻信號，在傳入傳輸設備中安裝相應的視頻防雷器，利用視頻防雷器進行視頻信號輸入進入傳輸設備，進而實現防雷效果;攝像機電源及控制信號所應用的防雷技術同樣是進行安裝防雷器，其安裝連接方式是串聯方式，是在電源線的輸入端安裝電源防雷器，在控制信號線的輸入端安裝信號防雷器，然后把相應信號輸入進入到上端的攝像機中。這樣的設計和安裝能夠對雷擊電流進行阻止，避免其進入到攝像機的視頻線、電源線及控制線當中，防止對整個攝像機的監控網絡產生影響和破壞。

2.2 對高速公路收費裝置的防雷處理

收費系統的安全穩定運行，離不開有效的防雷工作，因此，應做好高速公路收費裝置的防雷處理。在防雷處理中，可以在收費裝置的網卡斷口以及網線處配備相應的防雷器，實現對雷電流的隔斷，確保在復雜的環境下收費裝置也可以安全、可靠運行。同時，還可以增設防雷器于路由器、監控中心同軸線，采取與監控系統相同的防雷處理方式，直接進行接地。

2.3 電源線路的防雷處理

在高速公路電源線路的防雷處理中，將變壓器與大地進行接地操作處理，在其外殼上安裝避雷器，最好選擇氧化鋅材料的避雷器。另外，無論是哪個端口安裝避雷器，都要選擇就近原則。配電房的低電壓與變壓器連接的防雷處理中，最有效的方法是采用地下敷設線路法，先將電線置入金屬管內，然后再埋設于地下，這樣避雷最有效。另外，從監控系統到配電系統間的線路要做好屏蔽工作，實施地下敷設處理方法，避雷器的安裝都要遵循就近原則，采用接地操作法，可以起到更好的避雷效果。

2.4 機房及配電房的防雷方法

高速公路中的機房安裝有各種機電設備，配電房中有機電設施，因此，要嚴格根據建筑物防雷等級進行相應防雷設計，所進行的防雷技術設計外部內部相結合，分別進行有針對性的設計。建筑物內，安裝電涌保護器，進行雷電泄流，避免電纜線路受到雷擊，破壞電源。電子信息的系統當中，進行均壓等電位、瀉流分流、屏蔽防雷。同層或相同部位不同金屬設備、外殼、管道、電纜外皮等處要進行等電位連接，達到電位均衡，防止建筑物當中出現反擊或者是跨步電壓，進而使雷電電磁脈沖產生的電子設備干擾和人員傷亡的有效減少。瀉流分流是利用引下線、接閃器、接地把雷電進行分流引入到地下，進而保護設備、部件免受雷擊及對設備的反擊。以法拉第屏蔽籠、屏蔽電纜、屏蔽箱盒等方式，應用自然屏蔽體，進行繞擊雷、側擊、球雷襲擊的有效避免，做到進行雷電電磁脈沖的有效防御，對設備上的電壓能量進行有效衰減和阻擋。

結語：綜上所述，高速公路的機電設備數量不斷增加，雖然極大提升了高速公路的運行與管理效率，但因為機電設備絕大多數都屬于電子系統，具有較高的敏感度，極易遭受雷電危害，給高速公路的運行安全帶來了巨大的影響。應該加強對高速公路機電設備防雷技術的研究，積極探索有效的防雷技術措施，打造出科學合理的防雷系統，從而最大限度地降低雷電對高速公路機電設備帶來的危害，保證高速公路機電設備的運行安全。

參考文獻

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