高速公路機電防雷接地技術(shù)分析

霍樹明

摘 要 大自然千變?nèi)f化，很多自然現(xiàn)象不受人類控制，雷電便是其中之一，隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，建筑設(shè)備設(shè)施如雨后春筍，層出不窮，如果這些設(shè)備設(shè)施都沒有適當?shù)姆览状胧?，勢必會遭受破壞，造成一定的?jīng)濟損失，為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，很多設(shè)備設(shè)施都采取了防雷技術(shù)，高速公路也不例外。由于高速公路系統(tǒng)龐大、復(fù)雜，設(shè)備設(shè)施眾多，很多設(shè)施都屬于電子系統(tǒng)，一旦遭受破壞，會給高速公路正常的運營帶來不便，也會造成巨大的經(jīng)濟損失，防雷接地技術(shù)能夠有效的避免雷擊，這一技術(shù)如何更好地應(yīng)用于高速公路機電系統(tǒng)值得深入研究與探討。

關(guān)鍵詞 高速公路；防雷；接地技術(shù)；機電系統(tǒng)

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0066-01

如果高速公路一些設(shè)備設(shè)施沒有很好的接地系統(tǒng)和防雷設(shè)施，不但建筑設(shè)施會遭受雷擊破壞，如果接地不良，還有可能將雷引入室內(nèi)，造成人員傷亡，而且有可能產(chǎn)生雷電電磁脈沖，會使電子設(shè)備產(chǎn)生電感性、電容性耦合干擾，使電子設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)，給整個高速公路運營帶來不便，而防雷接地可以分流直擊雷并釋放雷電電磁干擾能量，它還可以將已納入防雷系統(tǒng)的閃電能量釋放入大地。雷電接地技術(shù)不但可以保護高速公路的建筑設(shè)施，也保證了電子設(shè)備和人員安全。

1 高速公路機電防雷接地技術(shù)概述

防雷接地技術(shù)中接地是很重要的一部分，接地系統(tǒng)良好，不但保證設(shè)施設(shè)備的安全，也保證了人員安全。一般來說，防雷接地技術(shù)包括工作接地、保護接地、重復(fù)接地、直流工作接地和防雷接地五個方面，具體闡述如下。

1）在任何情況下，無論是工作中還是事故發(fā)生時，供電系統(tǒng)利用變壓器的中性點直接和地面相接，這就是工作接地。工作接地不但能夠保證電器設(shè)備的正常運行，降低人體接觸的電量，在發(fā)生事故時，還可以自動切除故障設(shè)備和線路，降低電器設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。

2）在電器設(shè)備可以正常工作的前提下，把不帶電的金屬部分與接地體進行金屬連接，這就是保護接地。沒有進行保護接地的電器設(shè)備，如果設(shè)備某處發(fā)生絕緣損壞，設(shè)備的整個外部就會帶電，而且大地和線路之間存在電容，人體如果觸碰到絕緣損壞并且?guī)щ姷脑O(shè)備外部，電流會流入人體，從而形成通路，也就是說我們常說的“觸電”，會造成人員傷亡。與此相反，如果將電器設(shè)備進行了保護接地，那么接地電流會通過人體流過的同時也會通過接地體流過，接地電阻越大流過人體的電流越大，接地電阻越小流過人體的電流越小，如果接地電阻極小，那么人體就不會觸電，也不會危及人身安全。

3）將零線上的多點和大地進行重復(fù)性的金屬連接，這就是重復(fù)接地。重復(fù)接地的優(yōu)勢是在中型點直接接地系統(tǒng)中出現(xiàn)碰殼和接地短路這樣的情形時，只要降低對地電壓，就算是當時零線斷裂，由于故障造成的危害也會得到有效控制，危害不會太大，損失也不嚴重。

4）微電子設(shè)備基本上采用的都是中、大規(guī)模集成電路，包括計算機，如果工作時采用較低的直流電壓，僅用一個接地裝置，把所有設(shè)備的零電位點與之相接，這樣同一個系統(tǒng)的計算機和微電子設(shè)備的工作電路就有相同的電位參考點，這樣的電路電位穩(wěn)定，也有效的阻隔了外在干擾。用一個接地裝置與所有設(shè)備的零電位點相接之后，進行交換或者通信時，模擬量和電位量都有一樣的電位參考點，這樣的設(shè)置都利于準確的數(shù)據(jù)處理和信號傳遞。

5）防雷接地裝置的目的就是把雷電電流引入大地。避雷針、線、網(wǎng)、接地體引下線和引入線、接地體、接地匯集線等構(gòu)成了防雷接地裝置。將所有高速公路設(shè)施設(shè)備、線路、網(wǎng)絡(luò)、水管道和氣管道等不帶電的金屬部分與防雷接地裝置進行金屬連接，從而有效避免建筑物及電子設(shè)備設(shè)施遭受雷擊，減少相應(yīng)損失。

2 高速公路機電防雷接地技術(shù)要求分析

高速公路機電防雷接地技術(shù)的要求主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）嚴格貫徹并執(zhí)行防雷接地技術(shù)的相關(guān)規(guī)定。一般來說，制作接地體時，角鐵要求為39.9 mm×39.9 mm，每根長2.49 m，角鐵與角鐵之間是約4.9 m間距，將角鐵垂直打入地下，頂部和地面之間距離大概是0.49 m，最后，頂部用大約39.9 mm×39.9 mm的扁鐵全部焊接起來，這便是一個接地系統(tǒng)。

2）采取等電位連接。為了構(gòu)建一個合理的電位連接網(wǎng)絡(luò)，需充分利用工程本身所有可利用的資源，如設(shè)備所在建筑的金屬構(gòu)架、金屬管道等，采取等電位連接時，電子設(shè)備本身的金屬外殼、機柜、機架、計算機直流地、安全保護地、屏蔽線外層及各種電壓保護器接地端等均應(yīng)以最短的距離就近與之相連接，進行等電位連接有利于設(shè)備設(shè)施不受損壞和工作人員的人身安全。

3）電子設(shè)備接地所設(shè)位置和強電設(shè)備接地所設(shè)位置不能在同一位置，要分開設(shè)置。理論上講，兩者之間至少需要相隔14.9 m以上的距離。如果為了抑制干擾，將電子設(shè)備接地與強電設(shè)備接地設(shè)在不同位置是有利于抑制干擾的。從工程角度出發(fā)，有些時候電子設(shè)備和強電設(shè)備可以共用接地。因為有些特殊的場地兩者之前需要相隔14.9 m的距離是有一定難度的。共用接地需要考慮一些其他因素，如是否有很大的強電設(shè)備地上干擾，大電流設(shè)備是否會頻繁的啟停，是否有足夠小的強電設(shè)備接地電阻等。

由于我國高速公路大多有很多收費機電設(shè)施設(shè)備，大多工作人員都在收費亭內(nèi)作業(yè)，而收費亭大多都處于露天收費網(wǎng)架下，為了保護這些工作人員的人身安全，需要在收費亭內(nèi)加設(shè)防靜電地板。

4）由于高速公路地理環(huán)境不盡相同，要因地制宜的選擇合適的接地環(huán)境，因為接地環(huán)境對接地系統(tǒng)的防雷效果有很大影響，接地阻值要很低才會不影響人身和設(shè)備設(shè)施的安全。地網(wǎng)的形狀如果良好，那么在基礎(chǔ)澆筑時，需將接地極與基礎(chǔ)本身的配筋進行很好的焊接，如地形環(huán)境差，需要考慮當?shù)氐匦螌拥卦O(shè)置的影響，進行相應(yīng)的設(shè)計施工，如地形和含水情況等都要考慮在內(nèi)。

3 結(jié)束語

為了高速公路設(shè)備設(shè)施和工作人員安全性考慮，都應(yīng)該在各自所轄高速公路范圍內(nèi)為所有設(shè)備設(shè)施安裝防雷接地裝置，根據(jù)不同的地質(zhì)情況和設(shè)備情況因地制宜的進行接地，對已發(fā)生的設(shè)施設(shè)備雷擊情況進行分析，分析防雷接地裝置設(shè)置問題，采取相應(yīng)措施進行改進?？傊咚俟窓C電防雷接地技術(shù)的運用，有利于保證高速公路工作人員的人身安全，可以避免高速公路設(shè)備設(shè)施遭受雷電打擊，減少相應(yīng)情況造成的經(jīng)濟損失。

參考文獻

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