高速公路机电系统防雷技术

黄盛游

广东飞达交通工程有限公司 广州市 510663

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，高速公路路网日趋完善便捷，高速公路已逐渐成为人们出行的优先选择。随着高速公路智能化的推进，机电设备在高速公路运营中的作用日趋重要。然而，近年来，我国高速公路的机电设备在运行中时有发生雷击事故，所以，保障保障机电设备正常运行，加强高速公路的机电系统防雷工作是十分必要的。

关键词：高速公路；机电系统；防雷措施

引言：高速公路机电系统中的机电设备种类繁多，其功能与价值都不容忽视。机电一体化系统的稳定性是目前高速公路能否正常运转的关键问题。但从目前国内高速公路的运行情况来看，大部分高速公路的电气设备都受到了不同程度的雷击。当前，加强高速公路的机电系统防雷工作是十分必要的。

一、雷电对高速公路机电设备的危害

自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。广东省位于我国华南地区，日照充足雨量充沛，常受台风、暴雨等气象灾害的侵袭，雷暴活动十分频繁。

高速公路设施设备大多位于郊区山地，大部分区域土壤电阻率较大，加上周边地区均比较空旷，使得建筑设施及设备极易受到雷击损害。随着科技的进步和革新，近年来，公路工程的智能化显著提高。尽管大量的机电设备的使用，使高速公路的运营和管理工作得到了极大的改善，但同时也产生了诸如雷电等恶劣气候条件下的机电设备的损坏，多年来，高速公路机电设备的雷击事故时有发生，情况较轻的一般是部分设备被雷电击坏导致系统丧失部分功能，情况比较严重的甚至会导致整个系统的瘫痪，对高速公路的运营造成了难以预料的影响和损失。

二、高速公路机电系统应用防雷技术的作用

1.有助于降低故障发生率

由于在雷暴天气下，高速公路的机电系统极易受到雷击，从而增加了机电设备的损坏和故障率，会对整个高速公路的功能效值产生一定的影响。同时，由于雷击造成的设备损坏，往往要耗费大量的维修时间和费用，从而会对高速公路的正常运营和经济效益造成很大的影响。而实际运用防雷技术，可以全面地保护高速公路的机电系统，使有关的设备免遭雷击，从而减少设备的失效。

2.有助于促进防雷技术发展

在高速公路的机电保护中，防雷保护技术是非常重要的一项，是确保其可以安全稳定运行的重要方法。但是，随着近些年来设备智能化提升和科学技术的不断发展，原有的防雷技术已经无法满足当前阶段高速公路机电系统防雷的需求。为此，结合实际发展，根据新时期高速公路机电系统防护的需求，对各项防雷技术进行优化以及改进，对于促进防雷技术的发展有着非常大的作用。

三、高速公路机电系统防雷技术对策

当前，在实施高速公路机电系统防雷的工作中，必须清楚地认识到，做好机电设备的保护是一场持久的战争，既要避免雷电的干扰，又要防止雷击。在建立防卫体系时，必须注意下列措施：

1.科学防雷体系的设计

建筑物防雷装置设计规范是以全国地区为标准而定义的最低标准，而华南（广东）地区作为雷电多发地区，应结合本地区的具体情况，制定更为科学合理的防雷方案。

（1）直击雷的防护技术

在进行直接雷电保护时，主要有三个方面的措施：一是要灵活运用接地。接地体是指导线自身在土壤中起到分散的作用。在采用接地体法进行直击雷电保护时，应结合各区域的地理条件，建立起一张共用的接地网。在布设地网时，应结合具体条件，进行选型。在大部分情况下，采用环状接地网片与邻近区域相连，这样可以在遭遇直接雷电时，使电流分散，从而避免了高速电气机械设备承受过大的压力。柔性应用地容积垂直于地表2米，而埋设深度为1 m，基础与基础间距大于4米，仅当有足够的空间可供使用时，才可提高其使用品质，而水平接地的深度要求在1.2米以上，若附近有建筑物，则须向外延伸45米，选用钢筋。第二个方面，引入了下线。引下线的作用就是将电流引入地底。要想让自己的引下线达到最大的效果，必须要有两条以上的引下线。而在进行引下线布置时，要在建筑物四周采取对称布置。引线与引线之间的间距要小于20米，可以通过焊接来实现。但必须保证在焊接时均匀。在本区域内，若道路上的建筑为框架结构，应采用钢筋作引下线。第三个方法是利用接闪器。近年来，我国生产了大量的避雷针和相应的避雷设备，其中最常用的就是：避雷针、避雷网、避雷带等，都能有效地减少和改变建筑物和电气设备的雷击频率。不过，如果大楼上有天线之类的设备，那么就可以通过避雷针将电流导入到地面上，这样就可以避免接闪器的工作负荷过大。

（2）感应雷的防护技术

根据调研发现在我国高速公路电气设备雷击事故中，因感应雷而引发的事故占70%以上，感应雷电也可以利用空间感知，干扰通讯设备的信号。在很多时候，感应地雷可以通过屏蔽装置来减少故障的发生，在设备的前端或者连接线缆后端加装必要的防雷或者浪涌保护器可以有效的屏蔽感应雷的冲击，从而保护机电设施。

（3）雷电检测系统

雷电监测系统所具备的实时监测功能，大大提高了排查防雷安全隐患的能力，尽可能地减少因为防雷器的损坏失效而造成的后续雷击事故的发生。采用雷电监测系统也是重点场所在采取雷电防御措施时的趋势所在。

2.定期检测和整改。

依据相关政策要求，委托相关单位对高速公路设施及机电设备进行每年一次的定期检测。托具专业防雷施工单位对存在的防雷安全隐患进行整改。

3.做好接地防护

各机电设备要做好接地装置的保护。对于易于传导的部位，首先采用终端板与母线进行接通，留意保护装置的电压波。电气等各部位均应在电缆两端安装相应的防护装置，如有条件，可采用建筑、电气等多种形式的联接，以改善接线质量，并避免发生故障。

结语

总之，随着近年来取消省界收费站方案实施，高速公路机电设施在营运的作用日趋重要，高速公路机电系统的防雷技术越发引起重视。充分考虑地形、环境、气候、设施特点等多种影响因素，进一步改善防雷性能，制定针对性防雷方案，以保证高速公路安全稳定运营。

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