研究高速公路機電設備防雷措施

王 軍

(黑龍江省交投信息科技有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

現代化高速公路系統的構成中機電設備為重要組成部分，發揮著重要的作用。由于系統運行環境復雜，常見雷擊災害，威脅著機電設備運行的安全性。深度分析此課題，提出有效防范雷擊災害的措施，保障機電設備的安全性，具有現實意義。

1 雷擊對機電設備的危害

雷電為常發自然現象，給建筑物與設備設施均可能帶來損壞，尤其是對機電設備。從高速公路機電系統的特點分析，集成了多類型的設備，形成了功能強大的電子系統，配置了強電設備與弱電設備。若被雷擊則會使得整個系統癱瘓，給高速公路運行帶來不良影響。例如，電子設備被雷擊，則會使得收費站交通中斷或者數據丟失。

2 高速公路機電設備防雷常見做法

2.1 構建防雷接地系統

機電設備防雷實踐中通過構建防雷接地系統的方式，通過采取攔截和屏蔽等系列措施，消除潛在隱患與問題，保障機電系統穩定運行，保障高速公路運行的安全。例如，隧道機電設備的防雷，常用的措施如下：(1)攔截措施。對外場設備進行防護，例如設備監控中心和攝像探頭等，通過設置避雷網和避雷針等，來削弱雷電的危害。遇到雷擊直擊的情況，可實現雷電的攔截，同時均勻導入地下。引導電流使用的是鋼筋接地線或者其他當作引下線。(2)屏蔽措施。采取的機電設備屏蔽措施，主要是借助金屬網和管等，形成屏蔽網，達到防護強電磁脈沖的目的，避免機電設備被損壞。機電設備運行時，遇到雷擊的情況，將會被電磁感應或者靜電感應影響，威脅設備安全運行。通過布置各類電力和通信電纜等，來達到防雷保護的效果。(3)均壓接地。自然雷電為瞬時高壓和高電流現象，當電流從高電位想著周圍還處于大地電位的機電設備流去，將會使得設備受損。通過在隧道電纜溝槽和變電所內，構建等電位聯結帶，同時做好隧道機電設備外殼和等電位的搭接處理，進而在相應范圍內形成均壓帶，可達到減緩雷擊二次閃擊或者閃絡不良影響的目的。(4)使用專用的SPD實施防雷措施。采取屏蔽和等電位連接與共用接地系統，能夠達到減少因為雷擊帶來的浪涌破壞，并且為避免雷擊沖擊可在設備的電壓或者信號輸入端設置SPD。(5)防雷接地。圍繞設計與建設等環節做好把控，形成高水平的防雷接地系統，保障設備的防雷效果，達到安全與可靠運行的目的。

2.2 分系統的防雷措施

自控配電系統。若輸電線路或周圍出現雷擊，則會在線路上產生雷電沖擊波，并且與工頻回路耦合，最終進入自控設備的電源模塊，引發系統運行故障。基于此，實施防雷措施時要做好自控系統的防雷。使用三級浪涌電壓保護器，即SPD，可獲得積極地效果。為自控設備實施防雷時，必須要將其和電源用線、照明等分開。使用的三級浪涌電壓保護器，第一級設置在變壓器二次側和進線柜斷路器后的三根相線與中性線，進行對地并聯，用于泄放外線和其他很強的過電壓。因為避雷器啟動電壓高，同時會產生很大的分散電容，同負載形成分流關系。設置的第二級保護層，選擇PLC或者UPS等專用配電母線位置的三根相線與中性線，采取對地并聯的方式，泄放第一級殘壓，進行配電線路運行環節的感應或者耦合電壓等的分流，達到抑制電磁干擾的目的。設置的第三層保護，選擇PLC和UPS或者其他自控設備接地板熔斷器后的相線和中性線上，通過對地并聯，達到泄放殘壓的效果，避免電壓干擾。

信號系統和天饋系統防雷。通常來說，高速公路機電系統中，自控系統信號線多選擇屏蔽雙絞線，例如MB+等，通常需要穿管鋪設，雷電在此位置感應電壓在1～2 KV范圍內，若直接進入PLC或者機通訊口，很容易帶來損害。一般情況下，計算機數據交換或者通訊頻率高低，需要結合系統情況而定，選擇避雷器時要使用專用信號SPD。如果通信電纜感應雷出現瞬態過電壓的情況，雷電流可以通過SPD支路被泄放，進入到大地。配置的SPD，通過發揮輸出限制的作用，限制在設備允許電壓上。構建的機電系統，系統之間的無線電通訊功率很低，使用的接地線使用同軸電纜。使用的天饋防雷措施為天饋線路SPD，通過抑制從天線引入的雷電波，運用波道分流技術，實現對雷電流與有用的信號分開。如果遇到雷擊災害，可達到泄放感應雷電流的目的。

機電裝置控制室。對此部分的防雷，使用的電力電纜線與通信電纜線路，優選屏蔽電纜。在控制室內部沿著地面上鋪設紫銅排，進而形成閉環接地匯流母排，使得電位接地就近排到匯流母線上，使用銅芯線當作等電位連接線，形成有效的防護系統。

其他部分。對于高速公路的構筑物，采取防雷措施時，多選擇設置避雷針和避雷帶等方式，同時要做好內部結構接地，并且單獨設置引下線引到構筑物接地網。通過形成全面的防護系統，達到增強防雷效果的目的。借助各類措施，有效泄放電流，促使機電設備能夠穩定運行。配電系統和強電設備的接地措施，可獲得不錯的效果，避免出現重大危害。構建的計算機自控系統，具有特殊性，常用的接地包括系統工作接地和安全保護接地以及直流工作接地等，結合實際情況，選擇適宜的保護措施。

3 高速公路機電設備管理的策略

3.1 制定完善的機電設備維護管理制度

高速公路機電設備防雷工作的優化，除了做好防雷系統建設外，還必須要做好日常維護管理。結合機電設備及運行環境，制定完善的高速公路機電設備維護管理制度，指導日常維護管理工作開展與落實，實現機電設備的價值。組建專門的工作小組，負責日常的高速公路機電設備維護工作，全面消除存在的隱患與問題，保障機電設備安全運行，助力高速公路效益目標的實現。對日常的管理工作落實情況，要進行全面評估與分析，消除不良影響和問題，實現系統的價值。

3.2 結合天氣特點采取防護措施

高速公路機電設備防雷工作的開展與落實，要注重惡劣天氣下的防護。密切關注天氣變化，采取相應的維護措施，消除不良影響，保障機電設備穩定運行。實踐中維護管理工作人員要在雨季來臨前，對高速公路機電設備進行全面體檢，掌握設備運行的情況，分析存在的隱患與問題，保障機電設備安全穩定運行，實現設備的價值與作用，促使高速公路機電系統價值實現。

4 結 語

綜上所述，高速公路機電設備防雷措施，要做好全面嚴格控制，保障防雷作用發揮。從機電設備管理實踐分析，圍繞防雷系統建設，做好全面設計和規劃，配置完善的設施和設備，增強整體的防護效果。文中結合實踐，分析了高速公路機電設備防雷措施，提出優化和改進的措施，保障機電設備管理目標實現，發揮防雷價值。