高速公路机电设备防雷技术的探讨

李雨宸 晁瑞

陕西高速公路工程试验检测有限公司 陕西 西安 710000

摘要：现如今，科学技术在不断进步，在高速公路上所安装的机电设备不断增多，功能在不断增强，主要包含弱电设备与强电设备系统。机电设备在绝缘处理上较弱，过电压受力较差，易受到雷电的袭击而发生安全事故。因此，为保证高速公路运行的安全性，保护过往车辆的安全，应重视机电设备防雷技术的应用，做好防雷接地处理，重视机电设备的绝缘处理，进而达到理想的防雷效果，以增强高速公路运行的安全性与平稳性。鉴于此，本文主要分析探讨了高速公路机电设备防雷技术，以供参阅。

关键词：高速公路；机电设备；防雷技术

引言

随着我国经济的快速发展，交通网络建设规模逐渐扩大，高速公路成为交通网络的重要组成部分。高速公路机电系统是保障高速公路高效运行和有效管理的重要组成部分，随着高速公路管理技术信息化、科学化水平的提高，机电设备数量和种类越来越多，高速公路机电设备面临的雷电侵害也越来越多。为了避免造成设备故障和经济损失，必须要采用合理的防雷技术，保障高速公路机电设备安全稳定运行。

1雷电对高速公路机电设备的危害

随着科学技术手段的不断发展创新，越来越多的机电设备被应用于高速公路建设中，以实现高速公路的电子化。虽然机电设备的大量应用有效提高了高速公路的运行与管理效率,但相应地也带来了一些问题,如因雷电等恶劣天气因素引发的机电设备损坏问题,将给高速公路的运行安全带来不可预计的影响与损失。尤其是高速公路本身的位置相对较高，周边十分空旷,还有可能会经过山区，处于此种环境下的机电设备极易遭受到雷电的攻击。因此，雷电现象俨然已经成为高速公路机电设备故障问题的主要原因。高速公路机电设备遭遇的雷电危害，以直击雷、感应雷这两种雷电危害为主。其中，直击雷的破坏力要更大一些，给高速公路机电设备带来的危害性也更强。因为直击雷的电压参数相对较高，所以在瞬间就能够形成强大的电流值，严重破坏高速公路的机电设备。而感应雷的出现,往往是因为雷电电流导入大地时会在雷击位置出现庞大的强磁场,而此时机电设备位于磁场内，就会与磁场进行相互切割，发生刹那间闪击现象损坏机电设备。在高速公路机电设备的防雷防范处理上，主要以直击雷防护为主，但感应雷给机电设备造成的危害性也在扩大。为了切实提升高速公路的安全性，相关人员在高速公路机电设备的防雷处理上，应全面做好直击雷与感应雷的雷击防护工作，以降低雷电危害。

2高速公路机电设备防雷技术

2.1机电设备监控系统的防护技术

高速公路上的机电基础设备是最容易遭遇雷击的，因此，相关管理人员在研究雷电防护技术时，应当对基础设备进行重点防护。尤其是机电系统当中的监控系统，监控系统主要是在某些重点路段实施全路段监控，而不是在某一点实施定点监控。因此，通常监控设备架设位置比较高，这就导致雷电灾害发生时，监控设备成了雷击的主要目标。监控设备是保证高速公路交通安全，记录车辆运行信息的重要设施。高速公路上监控设备遭遇雷击而损坏的情况十分常见，为了能够有效解决这一问题，相关技术人员必须要对监控设备实施全面的安全防护工作。首先，管理人员应当为监控设备安装外部防护设备，比如，避雷器。通过在监控设备附近安装避雷器，对雷电类型当中的直击雷能够起到良好的防范作用，避雷器的工作原理是通过自身来承受直击雷的攻击，并经过地面将雷电电压进行转移释放。

2.2公路收费车道的防雷技术和方法

高速公路收费车道设备的防雷通常应用的是接地防雷技术，以达到雷电电流的分流，保证高速公路整体通行安全。收费车道通常有入口发卡、出口收费、ETC等不同车道。对于收费车道进行的防雷技术应用的接地处理方式：收费车道设备的防雷处理应用的是综合接地方式，进行的技术设计是每个车道都设置接地排，并把这些每接地排接入到综合接地网当中，实施综合接地，要求接地电阻值一定不大于1赘，每个车道的电源地端要接入到接地排中，收费岛的设备金属外壳也一定要接入到接地排，比如发卡机、栏杆机、雾灯、广场机柜、工控机、雨棚信号灯等各设备。而对于机电设备实施的防雷技术以防雷器应用为主：先进行收费车道电源的防雷处理，收费车道总电源的输入是UPS室进行输出进入到车道，在UPS输入进入车道时先设置电源防雷器，接着输入进入总空开，再进行分配进入到各个车道空开，然后输入进入相应车道，在每个车道的UPS输入端也要进行安装电源防雷器。对于机电设备信号应用的防雷技术在串口或者并口位置安装信号防雷器、光电耦合器等，在信号传输线路中安装串联信号防雷器，也或者安装防浪涌保护器等方式进行设备防雷保护，对产生的瞬间电压、电流干扰和分流，防止遭到雷击。

2.3电源线路防雷技术

高速公路使用高压电线时，必须在接入的三相电源变压器位置各相接地处安装避雷器。避雷器材质尽量选择氧化锌材料。在电源变压器外壳、电源低电压一端的零线、电缆金属外壳都应该按照就近原则连接到地上或接地端。电源变压器和配电房之间的低电压电缆电路都采取地下布线方式，将电缆电线穿入金属管中，深埋于地下，避免地面雷击。配电房到监控机房的输电电路也要埋入地下并采用屏蔽措施。收费站建筑内的配电箱电路两头的屏蔽部分要就近接地。收费站使用的是弱电，要在电缆两端分别安装B220/20KA型单相电源防雷器，采用屏蔽电缆并埋于地下。在监控室配电箱内安装B380/40K型电源防雷箱，通过远程主动防御报警功能，实现远程监控。将B380/80KA型电源防雷箱安装在配电室的低压配电屏上，吸收电源线上的高强度浪涌电流，避免雷击强电流破坏机电设备。高速公路所有户外摄像机的电源输入端都需要安装电源防雷器，采用串联的方式进行连接。处于高速公路路中及露天状况下的摄像机必须要在安装摄像机的线杆上设置避雷针，避免雷击破坏摄像机，从而导致电流进入摄像机视频线，导致整个摄像机监控网络受到破坏。

2.4照明系统设备防雷技术

从当前的情况看，照明系统正致力于应用绿色材料，这是生态环保理念与科技发展的必然趋势。用于高速公路的照明系统，为有效保证资源利用率，降低电能消耗，正大规模采用太阳能技术，使基于太阳能的不同灯具相继问世。这些灯具都具有亮度高、能耗少的特征，特别是在安全环保和节能方面有着显著的优势，是值得大范围推广的新型照明设备。但是，这种新型灯具还有一个特点就是充放电系统特殊，并涉及一系列电气设备，无论是充放电系统还是电气设备，均属弱电，一旦遭受雷击，将造成恶劣后果。因此，在防雷保护工作中，需要重视这种新型装置的专用化防雷，比如安装专用浪涌保护装置，提高系统与设备自身防雷水平，防止由雷击造成事故，以减少或避免损失。

结束语

总而言之，随着科学信息技术的发展，高速公路普遍应用信息及机电技术，因为高速公路的本身的特点，很容易受到雷电影响。所以，对于高速公路机电设备的防雷技术，要进行高度重视，并合理应用，进而有效保护高速公路机电设备，更好地提高高速公路机电设备运行和工作稳定性，保证高速公路运行、人身、财产等安全，促进高速公路系统稳定持续发展。

参考文献

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