刍议高速公路机电设施的防雷接地技术要点

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1、刍议高速公路机电设施的防雷接地技术要点【摘要】良好的接地效果是防雷成功的重要保证之一。本文分析了雷电对高速公路电气设备的影响，针对机电设备防雷技术与措施进行了探讨。【关键词】高速公路；机电防雷；技术措施中图分类号：U412文献标识码：A一、雷电对高速公路电气设备的影响雷电是一种常发自然现象，通常因大气中热空气与冷空气摩擦而产生带有不同电荷的小水滴，当这种正负电荷达到一定值时，因不同极性的云团之间、云团与地之间存在强大的电场，从而产生云团之间以及云团对大地的放电现象，具有电压高、电流大等特点，很容易破坏电

2、子设备，而高速公路机电系统是由通信系统、收费系统、监控系统、隧道通风照明等各分系统共同构成。而雷击很容易给这些系统带来损害。雷电作为一种具有极大破坏力的强干扰源，造成高速公路机电设备损害主要有以下四类：（1）直击雷；（2）感应雷；（3）传导雷；（4）开关过电压。71.1直击雷：雷电产生时的巨大电流，使地电位瞬间升高，巨大的电位差作用可以造成设备、建筑物的损害和人员伤亡；雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%

3、左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通过建筑物的其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。1.2感应雷：感应雷电流可以通过电源线缆、通信线路以及卫星天线等途径侵入机电设备房内，尤其以电源电缆感应雷最为突出，对机电设备的弱电电路进行冲击，造成弱电设备烧毁的严重事故。发生雷击时，雷电电磁脉冲（LEMP）在上述有效范围内，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。1.3传导雷（雷电波侵

4、入）：在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。其中地电位反击也是传导雷中的一种；雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。二、雷电防护措施现代防雷措施包括分流、均压、屏蔽、接地、箱位保护。7分流（泄流）：防雷靠接闪器经引下线和接地装置，或经过导电连接和接地良好的金属构架，将雷电流分流流散入地，以降低电位，避免引起对系统设备的反击。均压：

5、称为等电位，是指对于同一层同一部位的不同电缆外皮、设备外壳、金属构架（构件卜管道做好电气搭接，以均衡电位。屏蔽：是采用屏蔽电缆，利用各种人工的屏蔽箱盒、法拉第屏蔽笼和各种可以利用的自然屏蔽体来阻挡、衰减施加在设备上的过电压能量。接地：是指将所有金属构架（构件）、管道、电缆金属屏蔽层、穿线铁管连在一起，与屏敝笼及总接地网就近连接；计算机网络系统设备的防雷接地、工作接地、保护接地宜采用共地方式；或者计算机的逻辑接地采用引外接地，为防反击再将其与主接地网暂态共地。箱位保护：是在电源线、信号线、接地线等过电压可

6、能侵入的所在端口，装设必要的浪涌过电压保护装置；在网络系统引出的信号线、电源线上装设多级保护，包括粗保护和细保护，将侵入网络系统的冲击过电压限制到设备耐受允许的水平。三、收费站的整体防雷措施1、收费站天棚的防雳7收费站天棚棚顶设避雷针时，其高度应使整个天棚处于保护范围之内。当天棚用金属架构时可不设针式避雷针,金属架构与立柱有良好的电气连接。棚顶的金属板为防水而垫有橡胶垫时金属板相互间均须做电气连接。收费站人员较多必须设法解决跨步电压因此收费站天棚的投影面积和到收费站建筑物人行便道的地面之下都须做等电位连

7、接,即在每个收费岛的内沿以天棚的投影为界用40×5毫米的扁钢做一个闭环,把岛内的预埋钢管和收费亭基础的钢筋都和扁钢环做电气连接。相邻收费岛的扁钢环间用前、中、后三根直径12毫米的圆钢做电气连接。离收费站最近的收费岛从扁钢环上引出三根圆钢埋在去收费站人行便道路面下一直延伸到收费站和地网相接。这三根纵向圆钢之间每隔25米做一次横向连接。天棚的立柱相当于避雷针的引下线和接地极由于立柱间距已大于引下线的最大间距整个地网应视为有多个接地极的地网落雷时各接地极上的电位是不相等的这也是要做等位连接的原因之一。2、车道

8、设备的防雷措施由于地网面积较大,落雷时虽然能起均压作用,但在地网上两点间距较大时。仍然有相当大的电位差。当收费亭内的设备外壳在亭内就近接地网以保证收费员人身安全时而收费站的设备和每个收费亭的设备又用金属电缆互联的条件下必须采取防护措施。由于弱电7设备的抗雷性能较差,初步考虑弱电系统的视频、数据、话音均用光纤传送,这样就可免除地电位反击的危害只剩下电源线上加防雷器件就成了。每个收费亭内有配电板.其上有不间断电源和一般电源两种,不间断电源来自收