高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)

文/何堅

現(xiàn)代化信息技術(shù)的快速發(fā)展，高速公路中應(yīng)用很多電子設(shè)備，通過這些電子設(shè)備可以有效的進(jìn)行電子內(nèi)容的傳輸，同時也可以依據(jù)不同的電子設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、收費(fèi)等內(nèi)容，特別高速公路的地域廣，所處的地形復(fù)雜，所安置的強(qiáng)電設(shè)備易遭雷電的干擾。所以在高速公路設(shè)計與施工過程中，要注意機(jī)電設(shè)備的防雷性，加強(qiáng)對高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)研發(fā)。

1 雷電對高速公路機(jī)電設(shè)備的危害

雷電是正常的自然現(xiàn)象，受大氣中冷熱空氣摩擦而產(chǎn)生的一種不同極性的一種放電現(xiàn)象，在此過程中，還會產(chǎn)生高電壓、大電流等現(xiàn)象，強(qiáng)電設(shè)備極易遭受迫害，以被列入侵害電子的一大公害。

雷電是一種破壞力極強(qiáng)的干擾源，它會對高速公路的機(jī)電設(shè)備造成以下?lián)p害：首先是直擊雷，強(qiáng)大的電流，會使地電瞬間增高，所產(chǎn)生的的電位差可以造成對人傷亡，對物不可磨滅。其次是感應(yīng)雷，感應(yīng)雷是通過電線等通信設(shè)備，將電流入侵到機(jī)電設(shè)備中，造成多機(jī)電設(shè)備的沖擊，極易出現(xiàn)電路被燒毀等現(xiàn)象。

2 高速公路機(jī)電設(shè)備接地技術(shù)

2.1 防雷接地

當(dāng)高速公路被雷電擊中后，高速公路上機(jī)電設(shè)備就會行成直擊電和感應(yīng)過電等危害。為了保證雷電能夠安全地泄到大地中，所以，高速公路要裝有相應(yīng)的防雷接地裝置，這樣才能確保雷電有效的泄入大地之中。

2.2 交流電源防雷接地

變壓器是機(jī)電設(shè)備交流電源的一種，特別是變壓器通常安置室外，與電網(wǎng)相連。當(dāng)線路發(fā)生雷擊時，雷擊會通過線路向變壓器進(jìn)發(fā)，為了確保變壓器等設(shè)備的安全，可將變壓器中性點接入地下進(jìn)行使用，平?？梢韵驒C(jī)電設(shè)備供220V 電壓，當(dāng)發(fā)生雷擊事故時，可以有效地跳閘對設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，確保高速公路機(jī)電設(shè)備的安全。

沒有裝置變壓器的機(jī)電系統(tǒng)，為防止雷擊對機(jī)電設(shè)備侵襲與破壞，可以在電源系統(tǒng)和供電電源間中加入電涌保護(hù)器，這樣就會將雷擊的強(qiáng)力脈沖分解成不同電壓分流，降低雷電對機(jī)電設(shè)備的損害。

2.3 機(jī)電設(shè)備保護(hù)接地

機(jī)電設(shè)備由于一直處于工作狀態(tài)，是帶電體，當(dāng)機(jī)電設(shè)備長時間運(yùn)行后與其他東西發(fā)生碰撞會造成長時間的設(shè)備絕緣損害。所以，設(shè)備維護(hù)人員要不斷對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，將機(jī)電設(shè)備不帶電的金屬部分與大地進(jìn)行有效的連接，在發(fā)生雷電時，可以將強(qiáng)電壓有效泄入到大地中。當(dāng)設(shè)備泄漏電流時，通過接地裝置將兩極的電流自動向大地排泄，將泄漏電流控制在有效的閾值范圍值內(nèi)，使電阻小于1Ω。

2.4 直流工作接地

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的逐漸完善，利用信息技術(shù)，可以將高速公路機(jī)電設(shè)備設(shè)置成自動化。通過對信息技術(shù)的掌控，將不同的電子設(shè)備與信息技術(shù)相連，完成自動化的操控。特別是直流電源遇到電擊時所產(chǎn)生的巨大損害，會造成機(jī)電設(shè)備的燒毀。所以，在信息技術(shù)與機(jī)電設(shè)備相連接是，要保證所有電子設(shè)備處于同一低壓直電流狀態(tài)，這樣才能有效的控制住電路，防止雷擊對電路的干擾。同時，高速公路多個機(jī)電設(shè)備經(jīng)常引用同一個接地系統(tǒng)，這就為信號傳輸贏得了有效的保障，便于設(shè)備間的信號傳輸，有效地削減機(jī)電設(shè)備間的電磁干擾，提升數(shù)據(jù)傳輸能力，還能確保高速公路機(jī)電設(shè)備的有效運(yùn)行。在高速公路收費(fèi)設(shè)備中，通過數(shù)據(jù)、車道監(jiān)控等信息傳輸，建立相關(guān)服務(wù)設(shè)施的有效聯(lián)合接地系統(tǒng)，更能保障接地系統(tǒng)的安全與可靠性，防止因遭受電擊后而沖擊相關(guān)的機(jī)電設(shè)備，形成完整的接地防雷系統(tǒng)。

3 高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)措施

3.1 直擊雷防護(hù)

對于高速公路要對相關(guān)的暴露于外部的建筑進(jìn)行相關(guān)的防雷設(shè)置，如：收費(fèi)車道、監(jiān)控設(shè)備、機(jī)電站、電子屏等，對其進(jìn)行完整的直擊雷保護(hù)措施，以避雷針、避雷線作為防范基點，在引用相關(guān)建筑中的鋼筋作為避雷防護(hù)網(wǎng)，將相關(guān)建筑中的基礎(chǔ)梁中的主鋼筋作為引雷引流泄入大地，從而形成對高速公路機(jī)暴露外部機(jī)電設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)。

3.2 感應(yīng)雷及雷電波侵入防護(hù)

感應(yīng)雷是所有防雷技術(shù)系統(tǒng)中最難操控的，其難點在于感應(yīng)雷電流通過電源、信息通訊等線路將電流侵入到機(jī)電設(shè)備中，所以，對電源電路、信息通訊線路的感應(yīng)雷設(shè)置防護(hù)，才是最為有效的防范措施。

對電源電路的防護(hù)，基于機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)作都需要電源供給，所以，電源要通過逆變方式將交流電轉(zhuǎn)為機(jī)電設(shè)備所需的直流電，才能有效防止感應(yīng)雷對機(jī)電設(shè)備的侵襲，而將逆變器前加上隔離變壓器的裝置，就形成了對電源的保護(hù)作用。通過這類裝置，可以有效將電子元件抗壓水平控制在2 倍左右，發(fā)生雷擊后，迅速將電壓控制在700V 以下，限制雷電電流侵入到電路之中，影響機(jī)電設(shè)備的安全使用。

對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行接地，為確保高速公路機(jī)電設(shè)備在雷雨天氣安全、有效的運(yùn)行，就要采用聯(lián)合接地系統(tǒng)提升機(jī)電設(shè)備在雷雨天抗干擾的能力，這樣才能有效提升高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、指示等設(shè)備正常的使用。

4 防雷接地系統(tǒng)施工要點

4.1 機(jī)電設(shè)備布置

監(jiān)控中心的布置十分重要，合理的布局，可以提升系統(tǒng)的防雷綜合實力。在前文防雷接地內(nèi)容中談到，雷電流通過建筑物主鋼筋進(jìn)行引電泄入大地中，同樣，可以將電流集中在外墻，有效防止電流對機(jī)電設(shè)備信號的干擾，將機(jī)電設(shè)備安置在監(jiān)控中心位，可以保持機(jī)電設(shè)備與外墻間的有效、安全距離。

4.2 避雷器的選擇

避雷器是防雷系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，可根據(jù)工程的實際需求進(jìn)行安裝。而避雷器也有相互屏蔽的作用，能有效防止電流點線路信息所帶去的干擾。

4.3 接地系統(tǒng)設(shè)計

接地系統(tǒng)的設(shè)計會因為使用年限而出現(xiàn)的老化、腐蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致接地電阻逐年升高。所以，在接地系統(tǒng)設(shè)計與施工過程中，要為其進(jìn)行大空間的預(yù)留，最好能在接地系統(tǒng)與地面相連接處進(jìn)行刷漆處理，也可以鋪設(shè)降阻材料，確保使用期限的延長。

5 結(jié)語

高速公路由于地理位置的特殊性，極易遭受雷擊的建筑物。所以，應(yīng)應(yīng)用現(xiàn)代化的信息技術(shù)對其進(jìn)行合理地防雷系統(tǒng)設(shè)計，有效降低雷擊的侵害，提升機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行時間，為高速公路的一流服務(wù)水平打下堅實的基礎(chǔ)。