高速公路机电系统防雷的重要性与防护技术

高速公路机电系统防雷的重要性与防护技术

董杰 李元

陕西高速交通工贸有限公司 陕西省西安市 710000

摘要：高速公路中的防雷避雷技术对于高速公路安全是非常重要的，要做好高速公路防护技术，就需要做好高速公路中机电系统的防雷设计。目前我国在机电系统设计方面还存在防雷方面的问题。所以，如何能够优化高速公路中的防雷设计是高速公路机电系统施工的重点，本文以此为题，为同类工程技术提供参考。

关键词：机电系统；防雷；防护技术

0引言

高速公路上建立了兼有照明功能、收费功能以及监控管理功能等多种功能的电子系统。这些系统在特殊天气下容易受损。比如在雷电天气的影响下，或者是在特殊复杂的地形影响下，高速公路的机电系统就容易受到雷电损害。对高速公路建设中，如何确保机电系统有效运转，需根据地形特点对高速公路做好防雷保障。高速公路的机电系统实现了综合性发展，从最初的基础性设施发展成为综合防雷系统。综合防雷系统包括防雷的接地系统、防雷设施的感应系统以及对高速公路机电电涌的保护措施和屏蔽措施等。所以，高速公路中的机电系统防雷设计必须考虑到如何避免雷电破坏和雷击磁脉冲对高速公路机电系统的防雷效果影响，才能使防雷系统更加合理高效。

1防雷设计说明

高速公路必须提升防雷能力，这其中首要任务是建立好高速公路的防雷设计。其中，针对建筑物下工作人员的防雷属于内部防雷，主要目的是为了避免汽车行驶在高速公路上，雷击会伤到司机。这种防雷模式是在保护设备中直接安装避雷器，使保护设备和线路形成一种一体化的等电位体，而在外部防雷的设计中，主要是针对避雷带和引下线的构建。外部防雷可以通过避雷装备将雷电导入地下，避免受到高速公路受到雷击。

2雷电防护设计

2.1感应雷保护

感应雷容易通过多种渠道进入建筑物，所以，建筑物最大的破坏就是对通信站的感应线路进行雷击破坏，感应雷虽然可以在通过设备的时候减少事故发生，同时降低设备的电力能耗，但是许多电信系统在防雷方面并没有完善的体系，所以无法承担太大的电击压力。防雷器必须具备阻燃能力，当建筑物发生火灾的时候，不会被火灾干扰正常工作，而且防雷器自身也不会燃烧。防雷器本身具备失效分离的特点，该特点的优势是在防雷器无法正常运转的时候，可以自动切断电源，避免影响其它设备。

2.2直击雷防护

1. 灵活应用接地体。避雷装置中的接地体是具有流散作用的，它首先根据地理情况形成各种导体共同连接的地网。在布置地网的时候，需要根据地理情况设计。最常规的设计方案是将环形地网和附近的避雷设施相连，这样可以使接受的雷电流分散出去，避免机器受到过强压力。避雷装置中的垂直型接地体的形状为长度大约在两米左右，埋线的深度距离约为1m左右，在地级之间必须要确立间隔4m的空间。直击雷接地体的水平深度应当超过1.2m，并要延长部分在建筑以外的45m左右，将钢筋作为整体的建筑结构。

2. 使用引下线。雷击发生的时候，建筑可以通过引下线将雷击电流导入地下，建筑的引下线数量需要很多根，因为只有保持在两根以上，并且使对称的方式排布在建筑物周围才具有引雷作用。如果建筑物是一种框架结构的建筑，那么制作引下线的材料应当采用钢筋材料。

3. 使用接闪器。我国目前运用于建筑物避雷的产品种类较多，其中使用最多的应当是接闪器，接闪器的组成部分包括避雷针、避雷网格和避雷带等，三者相互搭配可以降低建筑物发生雷击的频率。所以，当建筑物上设计有天线的时候，可以通过三样避雷装置，将天线导入的雷电吸引到地下，这样就可以避免接闪器的工作负担加大。

3高速公路机电系统的防雷问题

3.1防雷接地系统尚未完善

在高速公路中的公路机电系统中，有用于操作的工程界面，该工程界面主要作用是控制照明系统、收费站监视站以及隧道监控系统、收费亭电力系统等一系列接地系统，此外还有收费摄像机和用于外场监控的系统，这些系统都需要有专人负责承包。在高速公路机电系统的防雷装置施工时，要注意如果将收费摄像机防雷接地线向高杆灯防雷接地线上引导，将会破坏摄像机的摄像质量，最重要的是会影响防雷效果。避免其阻碍防雷效果的方法对是在设备的两端安装控制信号的机器，它可以确保摄像机传入电脑系统的画面质量清晰，且保障信号稳定，同时还能缓解防雷的压力。

3.2低价中标影响防电工程质量

高速公路机电系统工程的施工方在接这项任务的时候，往往是通过竞标的方式，竞标是一个重视价格和服务能力的项目。说到价格，目前我国市场上防雷产品生产厂家繁多，而且品牌和种类也比较杂。其中会有大量价格实惠，却质量差的产品。中标环节是存在各种可控性的。施工单位为了实现自身的经济效益，往往会压缩施工成本，在工程施工中，就容易出现偷工减料、以次充好的情况。高速公路机电工程的承包商甚至会采用已经老化的设备，或者经常出现故障的设备顶替防雷工程中的要塞设备，这就造成了防雷工程有一些安全隐患，最终使高速公路中的各种机电设备缺乏安全可靠性。对于这种问题的解决方案，应当采取安全管理的建设原则，工程监督人员要本着严谨客观的工作态度控制高速公路机电工程的质量，尤其是对电力工程的接地工作，更应当注意其准确性，规范化。要有专业的监工人员监督生产，并对生产施工现场的信息资料全面采集，根据施工标准严格验收测试。

3.3更新设备造成资源浪费

许多机电工程中的防雷装置在运行一段时间之后，没有发生雷击情况，就会被认为运行良好，但在防雷装置运行良好的情况下，许多部门还是会引进更新的防雷设备，认为新设备使防雷的功能性会大幅度提升，其实没有必要更新太快，这样反而会浪费资金，其防雷效果是一样的。而且如果经常在短期之内更换新的防雷设备不仅会浪费资源，甚至会破坏防雷装置的整体安全性。除此之外，接地系统也会起到帮助防雷的作用。防雷措施在设计时会不断进行实验，实验过程中，如果遇到问题，就必须根据实验过程中的问题原因进行改善，如果使用防雷器的效果发挥不好，先不要考虑更换新设备。

4高速公路机电系统防雷策略

避雷系统的设计建设是一项长久的工程，但是对于建筑物和公路来说，避雷防雷尤为重要。在高速公路中，防雷装置不仅可以防止雷击造成高速公路的影响，还会避免雷击对其它设备的影响。高速公路机电系统防雷装置使用的注意事项有以下几点：一是要注意采用均压和隔绝的方法将高速公路的防雷系统实现高效防雷。防雷装置必须要根据防雷原理科学设计，并要通过接闪器和引下线等多种配件互相配合实现防雷效果，最终将雷电全部导入地下。在高速公路收费站的摄像器材也要进行防雷避雷工作，要合理设计摄像器材接地装置，保护好收费站摄像器材的拍摄质量，避免摄像器材遭受雷击；二是要加强避雷系统电缆外层的保护，使电缆起到绝缘保护作用，电缆绝缘效果与电缆外面的绝缘材料有很密切的关系，所以，需要在设计避雷装置的时候，尽量使用阻抗较小的电缆；三是要尽量采用光纤设备，光线设备传输数据比较精确，而且能够避雷防雷；四是采用导电效果较好的材料才能实现两者的电位是相同的，这样就可以第一时间将接到的雷电导入地下；五是需要避免电压波影响，在条件允许的情况下，应当在机电系统中的电缆两端增设保护装置，对建筑物和机电系统采用两套不同的连接方式。

5结语

当下，我国高速公路中并没有统一的避雷防雷系统，主要是由于目前高速公路机电防雷的技术还不完善，人才也相对缺乏，同时也缺乏资源方面的实力。所以，为了高速公路的机电系统可以有更好的防雷效果，必须根据高速公路机电系统所处位置的实际情况来设计避雷装置，确保雷电不会对人员或者基础设备造成严重损失和伤害。

参考文献

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