探究高速公路机电设备的防雷措施

探究高速公路机电设备的防雷措施

林桂煜

广东飞达交通工程有限公司-510700

摘要：近年来，随着社会经济的发展及公路交通事业的进步，高速公路的数量明显增加，且公路上安装机电设备的类型、数量明显增多，系统功能愈发完善，不但包括大量强电设备，也包括诸多弱电设备。虽然机电设备的功能完备，但是容易受到雷电的损坏，且机电设备的绝缘处理存在不足，电压受力较差，雷雨季节事故发生风险较高。因此为了确保高速公路车辆运行的安全性和通畅性，需要对机电设备采取全面、有效的防雷措施，积极引进先进防雷技术，以提高设备的防雷性能。基于此，本文对高速公路机电设备的防雷措施进行分析。

关键词：高速公路；机电设备；防雷措施

目前高速公路机电设备的数量明显增加，功能愈加完善，对于提高高速公路的运行质量和管理效率具有重要作用。但是机电设备主要采用电子系统，敏感度非常高，容易受到雷电的干扰和影响，不利于高速公路的安全、稳定运行。因此相关人员需要加强对防雷技术的研究，充分结合高速公路等情况，采取全面、有效的防雷措施，构建完善的防雷系统，最大限度减少雷电对设备运行的影响，为高速公路机电设备的安全、稳定运行提供保障。

1. 雷电对高速公路机电设备的危害分析

现如今随着科技水平的不断提高，越来越多的机电设备得到了高速公路建设的广泛应用，对于推动道路交通工程的发展发挥了重要的作用。虽然机电设备的广泛应用使高速公路的运行和管理水平得到有效提高，但是同时也导致一系列问题，其中雷电等恶劣气候因素导致的设备故障、损坏问题便是常见问题，严重影响高速公路的安全、稳定运行，造成巨大的经济损失。特别是高速公路本身的位置较高，周围区域相对空旷，一些高速公路需要经过地势复杂的山区等地形，导致公路受雷击的风险较大。因此，雷电是导致高速公路设备异常、故障的主要因素之一。根据雷电的性质，对高速公路机电设备造成危害的主要为直击雷和感应雷，前者的破坏性较强，对机电设备的危害较大。且直击雷具有非常高的电压参数，能够在瞬间产生强大的电流，对机电设备造成严重破坏。感应雷通常是由于雷电电流导入大地在雷击位置形成庞大的强磁场，而机电设备在磁场内和磁场相互切割，出现闪击现象进而导致设备损坏。高速公路机电设备防雷措施主要针对直击雷的防护，但是感应雷对设备造成的危害同样不容忽视。为了保障高速公路的安全性，相关人员需要充分认识到防雷工作的重要性，做好直击雷和感应雷的防护措施，最大限度减少雷电危害。同时，高速公路的主要特点为站点多、面广、线长及周围环境复杂多变，所使用的机电设备类型繁多，如监控设备、供配电设备、照明设备、通信设备等，包括强电和弱电设备，且部分公路周围有面积较大的房屋建筑，容易受到雷电侵袭，因此做好防雷措施十分必要[1]。

2. 高速公路机电设备的防雷措施
   1. 监控设备的防雷措施

监控装置是高速公路的重要基础设施，特别是在收费站区域，监控系统的应用具有重要的作用。如图1所示。工作人员需要结合车道的数量明确监控装置的数量，通常情况下需要安装6台以上的监控装置，以提高收费监控效果，加强对车辆行驶情况的观察。做好高速公路监控装置的防雷措施十分必要，以避免雷击对设备的破坏。具体操作时，可采用适宜型号的防雷器进行接地连接，将其安装在监控装置的控制线路外壳上，同时可以在机械视频输出端口或杆顶安装一个避雷针，采用接地铜线有效连接[2]。同时要注意，应避免接地电阻超过4Ω，以防雷击破坏。

图1 高速公路监控装置

2.2电源线路的防雷措施

电源线路是高速公路的重要机电设施，做好线路的防雷措施十分必要。可以将变压器和大地进行解读处理，在外壳进行避雷器的安装，通常需要选择氧化锌材料的避雷器。同时，无论在哪个端口安装避雷器，均需要遵循就近原则。对配电房低电压和变压器连接的防雷措施来说，目前常用的方法为地下线路敷设法，先在金属管内置入电线，之后在地下进行埋设，有效提高避雷效果。除此之外，工作人员还需要注意监控系统至配电系统之间线路的屏蔽处理，可采用地下敷设方法，按照就近原则安装避雷器，选择接地操作方法，有效提高线路的防雷性能。

2.3公路收费车道的防雷措施

高速公路收费车道的防雷主要选用接地防雷方法，能够有效分流雷电电流，为高速公路的安全通行提供保障。结合现状分析，收费车道有多个不同车道，如入口发卡、出口收费、ETC等，防雷措施主要选择接地处理方法，机电设备的防雷主要采用综合接地方法，设计时需要在每一车道设置接地排，将接地排和综合接地网连接，满足综合接地的要求，同时要注意电阻值的控制，每个车道的电源地端介入接地排。另外，发卡机、雾灯、栏杆机等设备的金属外壳也需要接入接地排。机电设备的防雷措施主要采用防雷击，先对收费车道的电源进行防雷处理，总电源输出主要通过UPS室输出进入车道，UPS输入时需要合理设置电源防雷器，之后输入总空开，再分配到各车道空开，最后输入至对应车道，每个车道的UPS输入端均需要配备电源防雷器

[3]。机电设备信号的防雷需要在串口或并口位置设置信号防雷器、光电耦合器，同时将串联信号防雷器安装在信号传输线路中，另外也可以安装防浪涌保护器等防雷装置，实现对瞬间电压、电流的有效干扰和分流，避免受到雷击。

2.4隧道内机电设备的防雷措施

由于高速公路的隧道存在交叉界面，且内部采用的机电设备通常需要通过金属线缆连接，因此做好相关设备的防雷措施十分必要，同时需要对金属机箱（柜）采用接地连接方式。防雷措施的应用主要采用接地方式。通常情况下，高速公路隧道内安装设备类型较多，如火灾报警系统、车检器等，需要对其进行防雷处理，对电缆电线采用接地处理方法。针对隧道接地主干线及隧道口的接地网，主要采用铜缆进行连接，同时对接地干线和隧道洞中的钢筋进行重复解读处理，有效提高防雷效果。

除了采取上述防雷措施外，相关工作人员还需要定期做好防雷系统、装置的检测工作，提高日常运维管理水平，及时发现问题并处理。

3. 结语

综上所述，高速公路的建设对于推动现代交通的发展具有重要意义，同时为人们的出行提供了巨大的便利，有效缩短区域间的路程，推动区域经济的稳定发展。为了确保车辆运行的通畅和安全，机电设备得到了高速公路建设的广泛应用，但是雷雨天气对设备的影响较大，容易导致设备故障。因此，相关人员需要充分认识到防雷工作的重要性，做好机电设备的防雷措施，加强对先进防雷技术的应用，提前预测风险，及时处理，做好设备接地及防雷技术相关操作，最大限度减少施工发生，为高速公路机电设备的安全、稳定运行提供保障。

参考文献：

[1] 张晓东. 关于高速公路机电设备防雷措施的研究[J]. 黑龙江交通科技,2021,44(4):175-176.

[2] 王涛,袁文,滕丽丽,等. 雷电对城市轨道交通供电设备的危害及防雷整治探讨[J]. 中国设备工程,2022(2):104-105.

[3] 王秋棋. 高速公路收费站防雷系统维护及防雷安全监测系统[J]. 设备管理与维修,2020(24):87-88.