高速公路机电系统过电压保护与防雷接地设计

高速公路机电系统过电压保护与防雷接地设计

沈宁

贵州中南交通科技有限公司

摘要：随着我国经济的进步，社会不断的发展。那么在新时期的社会经济的形态下，高速公路机电系统需要进行强大的维护。就目前高速公路机电系统主要的特点就是拥有强电设备，与此同时还包含了通讯以及监控等弱点设备，恰巧这些弱电设备都易受到雷电的伤害。本文通过理论联系实际的探索方法，进行了分析探讨，分析了高速公路机电系统过电压保护以及防雷接地设计的规划，叫要解释了雷电对于机电系统的危害途径，以此提出防雷接地的设计理论和过电压保护的内容。因此，加强高速公路机电系统的防护工作，尽量做到防雷减灾，减少由于技术而造成的社会危害。本文进行了简要的分析，希望能不断完善高速公路机电系统的雷电防护工程。

关键字：高速公路；机电系统；过电压保护；防地雷接地设计；分析

引言

根据我国的发展形式，高速公路机电系统是现代发展中不可或缺的一部分。高速公路中的机电系统想要在激烈的市场竞争下，不断前进，就需要针对高速公路机电系统的特点线长、面广、弱强电设备边部全线，这些都是雷击或者雷电感应相对薄弱的地方。因此高速公路机电系统需要得到有效的管理，才能创造出健康可持续发展的高速公路机电系统。以下对于机电系统的过电压保护做了简要的分析和探讨，同时也根据工程实际例子诠释了高速公路防雷接地的设计流程，希望可以解决目前存在的机电系统中的重要问题，对于以后高速公路防雷设计提供良好的思路。

一、高速公路机电系统过电压保护和防雷接地设计的必要性

就目前我国的发展情况来说，电子科学技术得到了非常高速的发展和进步，因此人类对于高速公路中的机电系统的稳定性要求也愈发严格。但是，在高速公路的实际路面修建过程中，会由于沿路的土壤电阻率造成相应的影响，因此雷电以及雷击就形成了它的薄弱点。因为这一现象，高速公路的机电系统就会遭受不同类别的雷电侵害。随着时间的蔓延，高速公路的网络水平以及稳定性就会受到破坏。总的来说，相关的建设人员就需要找到高速公路机电系统过电压保护的关键设计，来应对雷击的问题。

二.分析高速公路机电系统的过电压入侵

（一）辐射耦合的入侵

首先高速公路机电系统的过电压辐射有耦合入侵的形式，它主要是以雷电形成的电磁脉冲作用与四周的媒介，然后再向外扩展传播的。相对来说，就是以电磁波的形式来影响机电系统中的过电压保护。那么电磁波辐射耦合主要的途径有:天线、电缆、光纤、机壳等等。

（二）传导耦合的控制以及入侵

高速公路的机电系统中的过电压入侵，其主要是通过电子设备和系统电子设备之间根据传导耦合的方式来进行作用的。这整个过程传导耦合的作用是通过雷电流与电子设备之间的电路连接来实现的。如果遇到雷电出现的时候，雷电流就会顺着机电系统设备内进行连接电路，因此就会严重影响电子设备的有效运行。

系统连接线路包含:电源线、连导线、信号线、网络线等等。一般来说，机电系统的过电压的传导入侵的耦合方式有所不同，大致分为：电感性耦合、阻抗性耦合以及电容性耦合。主要进行控制的是控制回路中的安装浪涌保护器，进而来降低线路的阻抗和电源内阻。需要相关人员注意的是，电感性耦合的造成电压的入侵，同时是与雷电流的工作频率成正比。因此，系统建设人员可以尽量减少互感，不断进行高速公路机电系统的过电压的保护。

三、高速公路机电系统的防雷接地设计的简要分析

（一）机电系统中防雷设计的总要求

在进行高速公路机电系统中的防雷接地设计过程中，相关的设计人员要充分考虑工程的各种因素。包括环境、地势、气温、雷电活动状况等等。与此同时还要了解雷击后造成影响的范围。因此，相应的设计人员可以采用分流、屏蔽、均压、接闪、合理布线等等来进行电磁脉冲的防护措施。这一过程中，接地的设计人员要十分重视综合治理，进行全面的规划，利用先进技术作为设计的关键，进而实现高速公路机电系统中的防雷接地设计有良好的应用状态。

（二）接地系统设计

现阶段，我国的高速公路机电系统中利用的防雷基地系统设计，主要采用的是共用接地系统。然而，在实际的系统设计的过程中，相关的系统设计人员必须要保证接地电阻值在接入的电子设备里成为最小值。那么，针对接地装置的设计和使用，就需要采用其自然接地体。除此之外，高速公路机电系统在空地建设的设置过程中，首先要将人工水平接地体与垂直地体的距离保持在五米内。只有这样，才能很好的保证设计不受地方的限制，也能展示最完美的状态。

（三）直流工作接地设计

由于弱电系统的工作原因和性质，对于电源的要求非常高。如果供电电源发生一些波动时，就会扰乱弱电设备，有时候还会烧坏弱电设备，造成严重的后果。首先，相关的设计人员需要明确避雷针的指定位置，把周围的树木和环境以及地势作为设计的参数，以此来保证通信天线安全的效果。然后，对于直击雷的防护设计，可以利用金属构架、金属顶棚、金属支柱以及路面用坚硬的水泥钢筋作为支撑。与此同时，照明的设备也要保证其的稳定性。除此之外，对于场内有及其设备的地瓜要设置避雷针，以防设备损坏，最终达到与场外的电子设备的接地共用的目标。

（四）屏蔽与等电位的处理设计

一般来说，高速公路的监控中心多数都设置在较低层的建物上。那么雷击屏蔽及等电位处理设计的相关人员，需要将建筑结构的中的金属门窗框以及钢筋作为一个比较坚硬的屏蔽区域。因此，可以将监控中心的机房底部利用等电位进行端子板的连接，这样可以就近连接防雷接地系统。然后针对监控机房的外部，需要利用钢筋进行加密，设置钢筋内部的网孔控制。这样才能实现和门窗的互联，最终形成一个比较完整、安全、稳定的屏蔽区域。

（五）感应雷的防护设计

首先，设计人员要对信号系统进行防雷处理，另外一方面，设计人员也要对信号系统进行防雷的处理。其次，还需要防雷接地设计人员针对电源系统采取合理的控制措施。

四.结束语

综上所述，高速公路机电系统的过电压保护主要包含的有通信、健康、收费以及供电和防雷接地等等。在高速公路日益进步的今天，能否继续前进发展，其中重要的部分就是对于高速公路机电系统过电压保护与防雷接地设计。做好高速公路机电系统的过电压保护工作，需要明确不同情况的入侵条件和形式，然后再根据不同情况进行对症下药。通过安装浪涌保护器与减小互感来进行实现进行有效的保护，防雷接地设计需要根据雷击的雷响，进行分块设计，以此在提高高速公路机电系统接地设计的应用效果。在此我希望广大的读者给予更多的意见或建议，共同为我国的高速公路中的机电系统添砖加瓦，让高速公路机电系统过电压保护得到良好的效果和反馈。

参考文献

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