研究高速公路機(jī)電設(shè)備防雷措施

王 軍

(黑龍江省交投信息科技有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

現(xiàn)代化高速公路系統(tǒng)的構(gòu)成中機(jī)電設(shè)備為重要組成部分，發(fā)揮著重要的作用。由于系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，常見雷擊災(zāi)害，威脅著機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性。深度分析此課題，提出有效防范雷擊災(zāi)害的措施，保障機(jī)電設(shè)備的安全性，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 雷擊對(duì)機(jī)電設(shè)備的危害

雷電為常發(fā)自然現(xiàn)象，給建筑物與設(shè)備設(shè)施均可能帶來(lái)?yè)p壞，尤其是對(duì)機(jī)電設(shè)備。從高速公路機(jī)電系統(tǒng)的特點(diǎn)分析，集成了多類型的設(shè)備，形成了功能強(qiáng)大的電子系統(tǒng)，配置了強(qiáng)電設(shè)備與弱電設(shè)備。若被雷擊則會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，給高速公路運(yùn)行帶來(lái)不良影響。例如，電子設(shè)備被雷擊，則會(huì)使得收費(fèi)站交通中斷或者數(shù)據(jù)丟失。

2 高速公路機(jī)電設(shè)備防雷常見做法

2.1 構(gòu)建防雷接地系統(tǒng)

機(jī)電設(shè)備防雷實(shí)踐中通過(guò)構(gòu)建防雷接地系統(tǒng)的方式，通過(guò)采取攔截和屏蔽等系列措施，消除潛在隱患與問(wèn)題，保障機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保障高速公路運(yùn)行的安全。例如，隧道機(jī)電設(shè)備的防雷，常用的措施如下：(1)攔截措施。對(duì)外場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，例如設(shè)備監(jiān)控中心和攝像探頭等，通過(guò)設(shè)置避雷網(wǎng)和避雷針等，來(lái)削弱雷電的危害。遇到雷擊直擊的情況，可實(shí)現(xiàn)雷電的攔截，同時(shí)均勻?qū)氲叵?。引?dǎo)電流使用的是鋼筋接地線或者其他當(dāng)作引下線。(2)屏蔽措施。采取的機(jī)電設(shè)備屏蔽措施，主要是借助金屬網(wǎng)和管等，形成屏蔽網(wǎng)，達(dá)到防護(hù)強(qiáng)電磁脈沖的目的，避免機(jī)電設(shè)備被損壞。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，遇到雷擊的情況，將會(huì)被電磁感應(yīng)或者靜電感應(yīng)影響，威脅設(shè)備安全運(yùn)行。通過(guò)布置各類電力和通信電纜等，來(lái)達(dá)到防雷保護(hù)的效果。(3)均壓接地。自然雷電為瞬時(shí)高壓和高電流現(xiàn)象，當(dāng)電流從高電位想著周圍還處于大地電位的機(jī)電設(shè)備流去，將會(huì)使得設(shè)備受損。通過(guò)在隧道電纜溝槽和變電所內(nèi)，構(gòu)建等電位聯(lián)結(jié)帶，同時(shí)做好隧道機(jī)電設(shè)備外殼和等電位的搭接處理，進(jìn)而在相應(yīng)范圍內(nèi)形成均壓帶，可達(dá)到減緩雷擊二次閃擊或者閃絡(luò)不良影響的目的。(4)使用專用的SPD實(shí)施防雷措施。采取屏蔽和等電位連接與共用接地系統(tǒng)，能夠達(dá)到減少因?yàn)槔讚魩?lái)的浪涌破壞，并且為避免雷擊沖擊可在設(shè)備的電壓或者信號(hào)輸入端設(shè)置SPD。(5)防雷接地。圍繞設(shè)計(jì)與建設(shè)等環(huán)節(jié)做好把控，形成高水平的防雷接地系統(tǒng)，保障設(shè)備的防雷效果，達(dá)到安全與可靠運(yùn)行的目的。

2.2 分系統(tǒng)的防雷措施

自控配電系統(tǒng)。若輸電線路或周圍出現(xiàn)雷擊，則會(huì)在線路上產(chǎn)生雷電沖擊波，并且與工頻回路耦合，最終進(jìn)入自控設(shè)備的電源模塊，引發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行故障?；诖?，實(shí)施防雷措施時(shí)要做好自控系統(tǒng)的防雷。使用三級(jí)浪涌電壓保護(hù)器，即SPD，可獲得積極地效果。為自控設(shè)備實(shí)施防雷時(shí)，必須要將其和電源用線、照明等分開。使用的三級(jí)浪涌電壓保護(hù)器，第一級(jí)設(shè)置在變壓器二次側(cè)和進(jìn)線柜斷路器后的三根相線與中性線，進(jìn)行對(duì)地并聯(lián)，用于泄放外線和其他很強(qiáng)的過(guò)電壓。因?yàn)楸芾灼鲉?dòng)電壓高，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的分散電容，同負(fù)載形成分流關(guān)系。設(shè)置的第二級(jí)保護(hù)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(duì)地并聯(lián)的方式，泄放第一級(jí)殘壓，進(jìn)行配電線路運(yùn)行環(huán)節(jié)的感應(yīng)或者耦合電壓等的分流，達(dá)到抑制電磁干擾的目的。設(shè)置的第三層保護(hù)，選擇PLC和UPS或者其他自控設(shè)備接地板熔斷器后的相線和中性線上，通過(guò)對(duì)地并聯(lián)，達(dá)到泄放殘壓的效果，避免電壓干擾。

信號(hào)系統(tǒng)和天饋系統(tǒng)防雷。通常來(lái)說(shuō)，高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，自控系統(tǒng)信號(hào)線多選擇屏蔽雙絞線，例如MB+等，通常需要穿管鋪設(shè)，雷電在此位置感應(yīng)電壓在1～2 KV范圍內(nèi)，若直接進(jìn)入PLC或者機(jī)通訊口，很容易帶來(lái)?yè)p害。一般情況下，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換或者通訊頻率高低，需要結(jié)合系統(tǒng)情況而定，選擇避雷器時(shí)要使用專用信號(hào)SPD。如果通信電纜感應(yīng)雷出現(xiàn)瞬態(tài)過(guò)電壓的情況，雷電流可以通過(guò)SPD支路被泄放，進(jìn)入到大地。配置的SPD，通過(guò)發(fā)揮輸出限制的作用，限制在設(shè)備允許電壓上。構(gòu)建的機(jī)電系統(tǒng)，系統(tǒng)之間的無(wú)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(guò)抑制從天線引入的雷電波，運(yùn)用波道分流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流與有用的信號(hào)分開。如果遇到雷擊災(zāi)害，可達(dá)到泄放感應(yīng)雷電流的目的。

機(jī)電裝置控制室。對(duì)此部分的防雷，使用的電力電纜線與通信電纜線路，優(yōu)選屏蔽電纜。在控制室內(nèi)部沿著地面上鋪設(shè)紫銅排，進(jìn)而形成閉環(huán)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(dāng)作等電位連接線，形成有效的防護(hù)系統(tǒng)。

其他部分。對(duì)于高速公路的構(gòu)筑物，采取防雷措施時(shí)，多選擇設(shè)置避雷針和避雷帶等方式，同時(shí)要做好內(nèi)部結(jié)構(gòu)接地，并且單獨(dú)設(shè)置引下線引到構(gòu)筑物接地網(wǎng)。通過(guò)形成全面的防護(hù)系統(tǒng)，達(dá)到增強(qiáng)防雷效果的目的。借助各類措施，有效泄放電流，促使機(jī)電設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行。配電系統(tǒng)和強(qiáng)電設(shè)備的接地措施，可獲得不錯(cuò)的效果，避免出現(xiàn)重大危害。構(gòu)建的計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)，具有特殊性，常用的接地包括系統(tǒng)工作接地和安全保護(hù)接地以及直流工作接地等，結(jié)合實(shí)際情況，選擇適宜的保護(hù)措施。

3 高速公路機(jī)電設(shè)備管理的策略

3.1 制定完善的機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理制度

高速公路機(jī)電設(shè)備防雷工作的優(yōu)化，除了做好防雷系統(tǒng)建設(shè)外，還必須要做好日常維護(hù)管理。結(jié)合機(jī)電設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境，制定完善的高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理制度，指導(dǎo)日常維護(hù)管理工作開展與落實(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的價(jià)值。組建專門的工作小組，負(fù)責(zé)日常的高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)工作，全面消除存在的隱患與問(wèn)題，保障機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行，助力高速公路效益目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)日常的管理工作落實(shí)情況，要進(jìn)行全面評(píng)估與分析，消除不良影響和問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的價(jià)值。

3.2 結(jié)合天氣特點(diǎn)采取防護(hù)措施

高速公路機(jī)電設(shè)備防雷工作的開展與落實(shí)，要注重惡劣天氣下的防護(hù)。密切關(guān)注天氣變化，采取相應(yīng)的維護(hù)措施，消除不良影響，保障機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)踐中維護(hù)管理工作人員要在雨季來(lái)臨前，對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面體檢，掌握設(shè)備運(yùn)行的情況，分析存在的隱患與問(wèn)題，保障機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的價(jià)值與作用，促使高速公路機(jī)電系統(tǒng)價(jià)值實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，高速公路機(jī)電設(shè)備防雷措施，要做好全面嚴(yán)格控制，保障防雷作用發(fā)揮。從機(jī)電設(shè)備管理實(shí)踐分析，圍繞防雷系統(tǒng)建設(shè)，做好全面設(shè)計(jì)和規(guī)劃，配置完善的設(shè)施和設(shè)備，增強(qiáng)整體的防護(hù)效果。文中結(jié)合實(shí)踐，分析了高速公路機(jī)電設(shè)備防雷措施，提出優(yōu)化和改進(jìn)的措施，保障機(jī)電設(shè)備管理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，發(fā)揮防雷價(jià)值。