高速公路机电系统防雷装置检测方案探讨

高速公路机电系统防雷装置检测方案探讨

解晗 1 郑文佳 2

1. 杭州防雷安全检测有限公司 浙江省杭州市 310051 2. 浙江省气象安全技术中心 浙江省杭州市 310008

摘要：高速公路机电系统包括收费系统、监控系统、通信系统和低压配电系统等电气、电子系统，涉及机房、收费广场、路侧设备和ＥＴＣ门架系统等部分。高速公路机电系统在防雷方面有一定的特殊性，针对性的研究和讨论较少，一直以来大多采用房建防雷检测方法指导高速公路机电防雷检测，导致高速公路机电系统防雷检测看起来流于形式，造成高速公路机电设备防雷设施存在一些缺陷或者隐患。

关键词：高速公路；机电系统；防雷

引言

近年来，高速公路上安装的机电设备数量、种类越来越多，系统功能也越来越强大，不仅包括一些强电设备，还包括大量的弱电设备。虽然实现了功能全面，但容易受到雷电天气的干扰损坏。机电设备在绝缘处理上具有一定弱势，电压受力相对较差，遇到雷电天气容易导致较高的事故发生率。因此，为了更好地保障高速公路过往车辆运行的安全性、畅通性、平稳性，必须加强机电设备防雷技术的应用，有效地做好防雷措施，加强机电设备的绝缘处理，从根本上达到防雷效果。

1高速公路机电设备遭遇雷击的严重后果

随着互联网技术、数字化技术、通信技术的发展，收费系统、供电系统、监控系统、通信系统等已经被应用于高速公路中，为高速公路的运行效率提供了有力保障。然而，在实际的操作过程中，机电设备在高速公路系统中的应用也会出现一些问题，尤其遇到雷电天气，机电设备受损情况较为严重，引起火灾、事故的现象偶有发生。一般情况下，高速公路上的机电设备遇到雷击受损主要来源于感应雷与直击雷。直击雷的电压参数越高，其产生的电流值越强大，因此，机电设备会受到损坏。感应雷是通过雷电带来的电流导入大地产生磁场，而磁场范围内的机电设备就会在雷击的刹那间出现故障。因此，直击雷对机电设备造成的损害更为严重，在实际的防雷处理方面，技术人员往往注重直击雷的防范，而忽略了对感应雷的预防。

2机电系统设置防雷接地的重要性

防雷接地的意义是，从相关防雷系统接收的雷电被传送到地下。这是高速公路机械和电气系统设备中分解雷电的最好方法，或者机械和电气系统对设定平衡电位有很大帮助。防雷接地的主要目的是确保高速公路周围相关设施和人员的安全，向大地发射电能可以最大限度地提高相关设施和人员的安全。在高速公路的相关机械和电气系统设备设置中，防雷接地工作执行不当，会对高速公路周边相关设施产生重大影响，也可能危及人的生命安全。雷电的破环力远比我们想象大得多，如果出现防雷接地不合格，周边电子设备系统的运行能力就会受到干扰，高速公路相关电子设备将无法运行。因此，在高速公路的机电系统设备中，防雷接地是有效维护周边环境安全和周边人员安全的重要工作能力。

3防雷接地技术在高速公路机电设备中的应用

防雷接地处理在高速公路机电设备防雷工作中尤为重要，无论是直击雷还是感应雷，都要构建防雷接地系统，将电流、电压及时导入大地，控制好操作指标与参数，防止雷电的攻击，达到防雷效果。由于防雷接地处理技术多种多样，所以，在使用中应根据具体情况来选择。通常情况下，防雷接地技术有四种：防雷接地、直接工作接地、交流工作接地、安全保护接地。在收费系统中，需要采用扁钢带连接监控中心、配电中心、收费中心，使地网系统中的电压都处于均压状态，可以防止雷击。

4尽量利用自然接地体

对于远离收费站的孤立的、造价偏低的机电设备，例如路灯、高杆灯、摄像机等，单纯从防雷的角度来说，可以选择独立接地。选择独立接地方式时，笔者认为自然接地体是较好的选择。所谓的自然接地体是指的具有兼作接地功能的但不是为此目的而专门设置的与大地有良好接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设施等的统称上述设备的基础相对较大，使用的铜筋相对较粗，基本可以满足防雷接地要求。小型人工接地体施工质量难以控制，后期维护困难，在检测中发现接地连接线已经基本腐烂，虽然接地电阻仍然在合格范围之内，但是否能经受得起雷电流冲击确实是个值得商榷的问题。相反利用自然接地体可以节省建设费用，使用和后期维护相对及时，雷电防护能力可在长时间内保持相对较好状态。

5高速公路机电设备防雷的具体处理方法

5.1监控装置的防雷处理

在高速公路上安装监控装置必不可少，尤其在收费站区域，监控系统可以起到很好的作用。监控装置的数量取决于车道的数量，一般情况下在6台摄像机以上，以确保收费监控效果，观察车辆行驶情况。加强对监控装置的保护十分重要，以避免雷击造成的破坏。将型号为485的防雷器进行接地连接，安装在摄像机的控制线路外壳上，再将型号为NBC的避雷器连接在每台机械视频输出端口或者是杆顶处安装一个长度约为2m的避雷针，避雷针采用接地铜线连接，铜线长度约为25mm2，另外，接地电阻要保证小于4Ω，以避免雷击破坏。

5.2机电设备中监控系统的防雷措施

在高速公路上进行工作时收费的路口需要安装适当的监控系统，以确保正常运行，监控摄像头的设置一般有6-28路高速摄像头。为了确保高速相机的正确操作，每个设备都必须安装防雷装置。一般相机下的防雷装置使用的防雷装置主要是485防雷装置，根据安装时最接近的安装原则，可以在监控系统上或旁边安装防雷装置。监控摄像头的输出端口上安装了BNC型防雷保护装置，可以直接安装在接地或相机盘柜中，从而实现有效的防雷接地。然后，在安装了适当的防雷接地设备后，连接整个防雷接地线路，在每个照相机的外壳或输出端口上配置电源防雷装置。

5.3收费装置的防雷处理

高速公路系统中的电子技术在相关技术更新换代的同时也得到了有效提升，网络机电设备的类型也越来越多，收费装置的精准度、清晰度也得到了提高，但随着设备不断增多的情况下，所要拓展的范围也越来越广。为此，可能遭受雷击的现象也越来越多。为了进一步确保收费装置安全运行，必须高度重视防雷处理工作，无论是网线位置，还是网卡端口处的外壳，都需要安装型号为RJ45的避雷器，并进行接地处理，用来控制与阻断雷击电流，保障机电设备的正常运作。

5.4电源线路防雷措施

电源变压器的每个电源都需要适当的防雷措施，对避雷器的材料使用使用使用使用使用坚固的材料，并有助于电源变压器进行更好的防雷工作。此时使用的主要材料有助于氧化锌、高鲁棒性和电源变压器进行适当的防雷工作。

结束语

总而言之，高速公路已经成为现代交通系统的重要组成部分，具有无可替代的位置和价值。高速公路为人们出行带来了方便，缩短了地区间的路程，带动了区域经济的发展。为方便车辆运行，高速公路必须设置机电设备装置，包括收费装置、监控装置、通信装置等，但电子系统在遇到雷雨天气时机电设备极易受到损害，因此，为了更好地处理好雷击造成的问题，应不断加强机电设备防雷处理，提前预测风险，提前解决，做好设备接地与防雷技术操作，降低事故发生率。

参考文献

[1]李晓华.雷电对高速公路机电设备造成的危害与防范措施[J].中国高新科技,2018(20):115-117.

[2]包志勇.高速公路机电设备防雷技术分析[J].交通世界,2018(15):172-173.

[3]代勇.如何做好高速公路机电系统的防雷措施[J].企业科技与发展,2018(04):215-216.

[4]杨帆.高速公路收费站机电设备防雷方案[J].交通世界,2017(36):164-165.

[5]于婷婷.谈高速公路机电工程防雷系统及措施[J].北方交通,2017(03):135-137.