高速公路收費站機(jī)電設(shè)備防雷方案

曾運籌

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽　550000)

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高速公路收費站機(jī)電設(shè)備防雷方案

曾運籌

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽550000)

摘要：結(jié)合我國貴州路段高速公路的防雷現(xiàn)狀，介紹了雷電現(xiàn)象對收費站機(jī)電設(shè)備的危害，闡述杭瑞高速收費站機(jī)電設(shè)備的防雷方案，希望可以有效的提高有效的提高高速公路的服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞：高速公路；收費站；機(jī)電設(shè)備；防雷方案

1雷電對高速公路收費站機(jī)電設(shè)備的危害

雷電屬于一種自然現(xiàn)象，是因為大氣云層中的冷熱空氣相互摩擦產(chǎn)生電場，從而出現(xiàn)的一種放電現(xiàn)象。雷電現(xiàn)象具有兩種類型，一種是直擊雷，另一種是感應(yīng)雷，它們都具有電壓高電流大的特點，很容易使收費站中的機(jī)電設(shè)備受到破壞。例如直擊雷，它會與高速公路上的機(jī)電設(shè)備和建筑物等產(chǎn)生各種危害效應(yīng)，電效應(yīng)、磁場效應(yīng)等，對高速公路上的幾點設(shè)備造成直接的危害，使地面的電位差瞬間增加，直擊雷的電壓最大可以達(dá)到500 kV，產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞力，損壞機(jī)電設(shè)備，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致人員的傷亡。而感應(yīng)雷是直擊雷產(chǎn)生的感應(yīng)電流，它可以感應(yīng)到高速公路上的金屬設(shè)施，通過金屬設(shè)施傳導(dǎo)到機(jī)電設(shè)備中，對設(shè)備造成弱電沖擊。感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。

2高速公路中機(jī)電設(shè)備的接地防雷方案

2.1接地防雷

接地防雷需要將機(jī)電設(shè)備正確的進(jìn)行接地，例如將收費站中的機(jī)電設(shè)備、弱電設(shè)備和各種網(wǎng)絡(luò)通信線路有效的與防雷金屬連接起來，保證收費站中的機(jī)電設(shè)備連接到防雷接地系統(tǒng)上，并由接地系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的放電布線。

2.2交流設(shè)備的接地

交流設(shè)備都是與變壓器連接的，如果出現(xiàn)了雷擊現(xiàn)象，雷擊所產(chǎn)生的電流就會沿著電纜線路沖向變壓器，如果不能及時的進(jìn)行控制和保護(hù)，就會使變壓器損壞，在對交流設(shè)備進(jìn)行接電保護(hù)時，需要安裝跳閘保護(hù)措施，保證有效的提高機(jī)電設(shè)備的安全性。

2.3直流接地

直流接地是弱電設(shè)備經(jīng)常采取的接地措施，弱電設(shè)備的直流接地可以使設(shè)備一直保持在一個穩(wěn)定的電位上，使弱電設(shè)備之間的信號可以更好的傳輸，將弱電設(shè)備全部連接到同一個接地系統(tǒng)中，減少了弱電設(shè)備傳輸?shù)男盘柛蓴_，防止雷擊后產(chǎn)生巨大的觸底電位反擊，沖擊到機(jī)電設(shè)備。

在進(jìn)行接地防護(hù)時需要注意避雷針的選擇和機(jī)電設(shè)備的布設(shè)，選擇合適的避雷針可以防止設(shè)備之間出現(xiàn)互相屏蔽和互相干擾的現(xiàn)象，而機(jī)電設(shè)備的布設(shè)也相當(dāng)重要，雷電的流動方向一般都是高速公路上建筑的主梁沿墻壁向下，所以機(jī)電設(shè)備要全部布設(shè)在收費站的中間位置，跟墻壁要保持一定的距離。

接地網(wǎng)絡(luò)會隨著時間的推移而出現(xiàn)老化、腐蝕的現(xiàn)象，所以接地系統(tǒng)在最開始設(shè)計時就要預(yù)留出足夠的施工空間，從而可以在空間中進(jìn)行接地網(wǎng)絡(luò)的防腐處理。

3防雷方案

3.1等電位連接

將監(jiān)控設(shè)備的機(jī)房、收費廣場等管件位置進(jìn)行等電位的連接，將所有進(jìn)入建筑物的外部導(dǎo)線層進(jìn)行接地處理后，對重點防護(hù)區(qū)域的線路等進(jìn)行穿管處理，線路全部從管網(wǎng)中穿過，做好足夠的屏蔽工作。利用網(wǎng)型或者星型結(jié)構(gòu)將機(jī)電設(shè)備的外殼、金屬線纜的外層、電涌保護(hù)器等與附近最近的等電位連接帶進(jìn)行直接連接。

3.2電源系統(tǒng)的防護(hù)

將收費站的總配電電源安裝上型號為V25-B+C/3的三相電源避雷器，總配電電源上的避雷器作為首層的避雷措施；將機(jī)房設(shè)施的配電柜上安裝同樣型號的三相電源避雷器，作為第二層的避雷措施；將所有收費系統(tǒng)的電源輸出端和收費站的配電箱電源輸入端安裝型號為V20-C/3+NPE的三相電源避雷器，作為電源系統(tǒng)的第三層避雷措施；在收費站監(jiān)控車道攝像機(jī)的電源線路輸入端安裝型號為24的避雷器。

3.3收費系統(tǒng)以及收費亭工控機(jī)的保護(hù)

高速公路上單獨的收費亭很容易受到雷擊，計費系統(tǒng)是把信號通過轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后再傳輸?shù)诫娔X上，所以必須要再信號傳輸線路上安裝避雷器，另外也可以利用控制線路的電涌保護(hù)器對信號傳輸線路進(jìn)行防雷保護(hù)。收費亭工控機(jī)的顯示器很容易受到雷擊，所以需要在相應(yīng)的控制線路上安裝電涌保護(hù)器對工控機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

在收費站的機(jī)柜中安裝網(wǎng)絡(luò)配線架，所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部通過同一個配線架進(jìn)行跳線，這種布線方式可以讓集中對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理，實現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的靈活配置。在所有的收費車道上增加單獨的音頻配線模塊，對所有車道上小范圍傳播的信號進(jìn)行中管理，同時也能夠利用保護(hù)器進(jìn)行集中防雷。

在收費站車道的出口處增加視頻防雷器，保證出口處的字符疊加器不會被雷電損壞。收費廣場的視頻線路兩端也要加裝視頻防雷器，保護(hù)攝像器和機(jī)房設(shè)備的安全；在攝像機(jī)控制線路的兩端安裝串口信號的防雷器，保證信號傳輸?shù)陌踩?/p>

4結(jié)論

高速公路機(jī)電設(shè)備的防雷是一項系統(tǒng)化的工程，需要對電壓進(jìn)行防護(hù)、等電位連接，還涉及到綜合的布線以及電流屏蔽等等，所以需要利用安全可靠的技術(shù)對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)，降低雷擊對高速公路收費站機(jī)電設(shè)備的危害，使高速公路的運行可靠性得到有效的提高。降低雷電現(xiàn)象對高速公路的危害，提高公路整體的服務(wù)水平。

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收稿日期：2015-11-15

作者簡介：曾運籌(1983-)，男，貴州黔西人，助理工程師，主要從事高速公路機(jī)電研究。

中圖分類號：U418.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0184-01