高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)探索

1、高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)探索機(jī)電設(shè)備在高速公路系統(tǒng)中的重要度越來(lái)越高，已成為高速公路必不可少的組成部分，無(wú)論是運(yùn)行還是管理，都需要得到機(jī)電設(shè)備的支撐。然而，作為一種新型電子設(shè)備，其對(duì)外界影響因素十分敏感，尤其是雷電這種突發(fā)因素，帶來(lái)的影響與損失不容忽視。 1雷電危害 在公路交通系統(tǒng)當(dāng)中，高速公路所占比例越來(lái)越大，是現(xiàn)階段最主要的交通通行模式。在科技快速發(fā)展的影響下，高速公路引入了很多機(jī)電設(shè)備，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)等，使得高速公路運(yùn)行與管理都實(shí)現(xiàn)了電子化，極大的提高了運(yùn)行與管理效率，同時(shí)也為運(yùn)行安全提供了一定保障。然而，在大規(guī)模引入機(jī)電設(shè)備的同時(shí)，也面臨到一系列困擾，比如在雷電天

2、氣下設(shè)備容易遭到損壞等，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起安全事故，造成難以挽回的后果，影響高速公路的正常運(yùn)行與發(fā)展1。一般而言，機(jī)電設(shè)備受雷電的影響主要表現(xiàn)為直擊雷和感應(yīng)雷。其中，直擊雷具有很高的電壓，可在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大電流，導(dǎo)致設(shè)備遭到嚴(yán)重?fù)p壞；而感應(yīng)雷則發(fā)生在雷電流進(jìn)入大地的過(guò)程中，于雷擊處產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)備在磁場(chǎng)當(dāng)中與磁場(chǎng)切割，產(chǎn)生閃擊，致使設(shè)備損壞。與感應(yīng)雷相比，由直擊雷造成的破壞較大，嘗使設(shè)備與系統(tǒng)直接癱瘓，所以在防雷工作中通常將直接雷防范作為重點(diǎn)。就目前來(lái)看，高速公路所用機(jī)電設(shè)備正不斷增多，以感應(yīng)雷引起的事故也在日益加重，所以必須對(duì)此引起足夠的重視。為切實(shí)保證高速公路系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)在日

3、常做好防雷保護(hù)工作，將直擊雷和感應(yīng)雷都作為重點(diǎn)防范對(duì)象，加強(qiáng)防雷管理，減少或避免雷擊事故的發(fā)生，在保護(hù)設(shè)備的同時(shí)，也保障人員自身安全。對(duì)設(shè)備防雷技術(shù)而言，其應(yīng)用需要從兩方面入手，即防雷接地和防雷處理，以此形成完善有效的防護(hù)體系，創(chuàng)造良好系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。 2防雷技術(shù) 高速公路作為當(dāng)代公路交通核心表現(xiàn)形式，在社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中扮演的角色至關(guān)重要，無(wú)法取代；其主要為物流運(yùn)輸和出行提供必要的交通服務(wù)，提供出行安全保障，同時(shí)自身也應(yīng)得到有效的保護(hù)，需要選用有效和先進(jìn)的設(shè)備防雷技術(shù)，進(jìn)而從根本上防止事故發(fā)生。2.1設(shè)備防雷接地。在設(shè)備防雷工作中，設(shè)備接地十分重要，無(wú)論直擊雷或感應(yīng)雷，均要求將雷電流引到大地，這

4、也是后續(xù)細(xì)化工作的基礎(chǔ)。若要提高設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，避免遭到雷擊而無(wú)法工作或引發(fā)事故，就必須建立良好的設(shè)備接地系統(tǒng)，并對(duì)所有操作指標(biāo)和參數(shù)予以規(guī)范，從而實(shí)現(xiàn)最佳防雷效果，保障設(shè)備、系統(tǒng)、人員三方安全。至于設(shè)備防雷接地的方式，一般有很多種，在現(xiàn)實(shí)中需要充分考慮需要，結(jié)合不同方式的效果妥善選擇。通常情況下，較常用的接地方式有以下四種：第一，防雷接地；第二，交流工作接地；第三，直流工作接地；第四，安全保護(hù)接地。對(duì)收費(fèi)系統(tǒng)而言，需要配電中心、監(jiān)控中心和收費(fèi)站連接到一起，采用扁鋼帶實(shí)施可靠連接，確保地網(wǎng)處在均壓等電壓，以此來(lái)避免電位反擊。借助等電位連接方式，可以從根本上提高防雷水平，此外還能小幅放寬

5、接地電阻，以便縮減收費(fèi)系統(tǒng)成本2。從交流電路角度分析，變壓器為系統(tǒng)重要組成部分，在高速公路系統(tǒng)中同樣具有重要作用。對(duì)于機(jī)電設(shè)備變壓器，其和外部電網(wǎng)直接連接，一般都設(shè)于室外，如果遭到雷擊，則在感應(yīng)電流作用下，將產(chǎn)生不同程度的損壞。而變壓器損壞將使系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響，因?yàn)樽儔浩髦苯雍凸╇娤到y(tǒng)相連，損壞后無(wú)法工作，造成一定威脅。為了防止變壓器在損壞之后對(duì)機(jī)電系統(tǒng)造成過(guò)大的影響，需對(duì)變壓器實(shí)施接地。在變壓器接地過(guò)程中，可將中性點(diǎn)與大地之間建立聯(lián)系，以此在遭到損壞后可以直接跳閘，一方面保護(hù)變壓器本身；另一方面減少對(duì)機(jī)電設(shè)備造成的影響。當(dāng)初在正常狀態(tài)時(shí)，機(jī)電設(shè)備為帶電體，因受到眾多外界因素的干擾，設(shè)備自身絕

6、緣性能將大幅減弱，導(dǎo)致絕緣層破壞，此時(shí)遭到雷擊，將使大地、人和設(shè)備三者形成通路，引起觸電等重大安全事故。為了減少這種事故的發(fā)生，需對(duì)設(shè)備不帶電部分進(jìn)行接地保護(hù)，在絕緣層破壞的情況下，可依靠接地裝置來(lái)向大地引入泄漏電流，這樣能有效防止觸電風(fēng)險(xiǎn)。2.2設(shè)備防雷措施。2.2.1監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備防雷。收費(fèi)區(qū)一般都會(huì)裝有監(jiān)控系統(tǒng)與設(shè)備，其數(shù)量和車(chē)道數(shù)量有關(guān)，通常不能少于6臺(tái)。為確保監(jiān)控效果，需強(qiáng)化對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備的保護(hù)，避免設(shè)備遭到雷擊，防止因監(jiān)控癱瘓?jiān)斐傻膿矶??；诖耍柙谙到y(tǒng)控制線路設(shè)置防雷器械，按照就近原則，對(duì)防雷器械實(shí)施接地，也可直接連接于設(shè)備外殼。此外，還需在設(shè)備輸出端設(shè)置風(fēng)雷器。在對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的線

7、路進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，需使線路穿過(guò)金屬管，再埋設(shè)進(jìn)地下，不得直接裸露于地面，否則將增大雷擊概率3。監(jiān)控系統(tǒng)防雷如圖1所示。2.2.2收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備防雷。在科技日益發(fā)展的刺激之下，高速公路所用電子技術(shù)正快速更新，基于網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備數(shù)量與類(lèi)型都在逐漸增多，系統(tǒng)精確性、可靠性與顯示清晰度都有了很大程度的提高，但在這種情況下，也使系統(tǒng)和設(shè)備面臨更嚴(yán)重的雷擊問(wèn)題。防雷是確保系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)工作，實(shí)際情況中，需在網(wǎng)卡端口及網(wǎng)線處等配置防雷器，以此隔斷雷電流，確保系統(tǒng)及設(shè)備能在復(fù)雜環(huán)境下可靠運(yùn)行。另外，還需在路由器和監(jiān)控中心同軸線增設(shè)防雷器，采用和監(jiān)控系統(tǒng)相同的處理措施，在對(duì)端口防雷器進(jìn)行安裝時(shí)，需要嚴(yán)格按照就近的基

8、本原則，在設(shè)備外殼設(shè)置防雷器，也可進(jìn)行直接接地4。2.2.3電源線路防雷。在三相電源變壓器接地處增設(shè)避雷器。除此之外，變壓器外殼、電纜外絕緣層和零線均需采用防雷措施予以保護(hù)，作業(yè)使嚴(yán)格遵循就近的基本原則。對(duì)于低壓線路，需在地下進(jìn)行敷設(shè)，在金屬管中穿入線纜，再將其埋設(shè)于地下，以此防止遭到直擊雷。監(jiān)控系統(tǒng)和配電系統(tǒng)之間的部分也應(yīng)進(jìn)行地下埋設(shè)，同時(shí)予以屏蔽處理。一般而言，高速公路收費(fèi)系統(tǒng)主要為弱電系統(tǒng)，因此可以在端口處配置單相電源防雷系統(tǒng)，并且所用電纜要具有屏蔽功能，在地下進(jìn)行埋設(shè)。2.2.4通信系統(tǒng)設(shè)備防雷。通信系統(tǒng)是高速公路機(jī)電核心部分，主要完成對(duì)信號(hào)的傳輸，提供必要的通信服務(wù)。通常情況下，通信

9、系統(tǒng)具有很大的跨度，防雷難度相對(duì)較大。在系統(tǒng)傳輸設(shè)備柜上，需預(yù)備至少兩個(gè)接地螺栓，采用單點(diǎn)接地方式使其與大地直接相連，分別為工作地線和二次保護(hù)地線。交流配電系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，需設(shè)立安全且獨(dú)立的環(huán)境，使保護(hù)地線完全斷開(kāi)，如果實(shí)際條件不允許進(jìn)行這項(xiàng)操作，則要和配線架防雷合并使用，但要以安裝電源防雷裝置為前提，以免產(chǎn)生干擾信號(hào)。2.2.5照明系統(tǒng)設(shè)備防雷。從當(dāng)前的情況看，照明系統(tǒng)正致力于應(yīng)用綠色材料，這是生態(tài)環(huán)保理念與科技發(fā)展的必然趨勢(shì)。用于高速公路的照明系統(tǒng)，為有效保證資源利用率，降低電能消耗，正大規(guī)模采用太陽(yáng)能技術(shù)，使基于太陽(yáng)能的不同燈具相繼問(wèn)世。這些燈具都具有亮度高、能耗少的特征，特別是

10、在安全環(huán)保和節(jié)能方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)，是值得大范圍推廣的新型照明設(shè)備。但是，這種新型燈具還有一個(gè)特點(diǎn)就是充放電系統(tǒng)特殊，并涉及一系列電氣設(shè)備，無(wú)論是充放電系統(tǒng)還是電氣設(shè)備，均屬弱電，一旦遭受雷擊，將造成惡劣后果。因此，在防雷保護(hù)工作中，需要重視這種新型裝置的專(zhuān)用化防雷，比如安裝專(zhuān)用浪涌保護(hù)裝置，提高系統(tǒng)與設(shè)備自身防雷水平，防止由雷擊造成事故，以減少或避免損失5。 3結(jié)語(yǔ) 高速公路作為現(xiàn)階段交通運(yùn)輸系統(tǒng)主要模式，其地位和價(jià)值都無(wú)法取代。高速公路具有使用頻率高的特點(diǎn)，為便于運(yùn)行和管理，通常會(huì)在兩側(cè)布置一系列機(jī)電設(shè)備，以此形成完整的機(jī)電系統(tǒng)。但通過(guò)對(duì)機(jī)電設(shè)備的了解發(fā)現(xiàn)，其大多屬于電子系統(tǒng)，具有很高的敏感度，不僅容易遭受雷擊，而且遭到雷擊后還會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此，在實(shí)際工作中必須加強(qiáng)防雷措施，根據(jù)設(shè)備的類(lèi)型、特點(diǎn)和要求采取有效的防雷措施，提高設(shè)備及系統(tǒng)的防雷水平。 參考文獻(xiàn)： 1陳云生.高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)分析J.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2017（5）：212-213. 2陳翔.高速公路機(jī)電設(shè)備防雷技術(shù)