高速公路监控、通信、收费系统防雷解决方案

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1、一、概述　　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。最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。美国排名前1000名的企业，平均每个企业每年因雷击损失20万美元，我国，每年因雷击造成的人员伤亡近万人，雷击造成的财产损失估计在50~100亿元左右。　　广东省目前广东平均年雷暴日近90天，频繁程度在全国列第二位，但由于现代化程度较高，雷击损失列全国第一位。　　大量的微电子通信网络设备安置在各种建筑物内，因感应雷造成室内信息系统微电子设备损坏的可能性大大增加，每年所发生的各种雷击事件一再证明：常规建筑物所设计安装的防直击雷装置并不能

2、有效的防止因雷电感应、电磁脉冲、静电和雷电波侵入对通信系统和计算机信息网络系统所造成的危害。二、高速公路综合防雷设计方案的依据高速公路综合防雷在设计时主要采用以下标准，供设计时参照。1、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》2、GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》3、IEC61024《建筑物防雷》4、IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》5、GB50174-93《电子计算机机房设计规范》三、高速公路建筑物直击雷防护措施1、监控中心大楼一般设置在高速公路的出入端或控制管理区域的中心位置。由于周围地形比较空旷，楼层一般都在六层以上，高度超过20

3、m且楼顶还安装有各类通信天线、有的还架设有铁塔，这些都是直击雷的重要目标。由于楼内有大量实时运行的电子、微电子设备，又是整个机场的指挥高度中心，根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000版)的规定，可定为二类防雷建筑。按滚球法（滚球法半径45m）设计避雷针。设计方法请参照《建筑物防雷设计规范》附录四的要求，决定避雷针的数目、布局、高度，在设计时应考虑避雷针抗当地30年最大风的抗风强度，并留有一定余量。2、为了减少避雷针的维护，防止酸雨对避雷针的腐蚀，应在监控中心大楼楼顶安装不锈钢避雷针，其高度和数量根据滚球法计算其保护范围能覆盖整幢中心大楼的天面和各类

4、天线，使其能有效防止直接雷击以保护大楼的楼顶和各类通信天线的安全。3、在公路沿线安装监控摄像头的云台杆顶、收费站广场云台杆顶以及LED指示牌顶各安装一套不锈钢避雷针，以保护云台摄像头等设备免遭直击雷危害。4、在高速公路收费站钢架屋顶上和大型室外电子显示屏顶端左右对称各安装一套铁塔铜针尖避雷针，以保护收费站钢架屋顶和电子显示屏框架结构免遭直击雷危害。5、避雷针的引下线最好利用钢结构柱做泄流线，条件不允许时，也可以单独用35mm2以上的铜绞线穿镀锌钢管屏蔽，并做绝缘处理，从避雷针尖直接以最短路径入地，以减少泄流时的雷击电磁脉冲辐射而损坏微电子设备和室外大型电子显示屏编码

5、控制系统。四、雷击电磁脉冲（LEMP）的防护措施　　雷击电磁脉冲（LEMP）所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压，击毁各类用电设备和微电子芯片，因此在实施防雷工程时必须将感应雷击作为重点，进行有效的防御。在设计综合防雷时，应从以上通道进行重点防护，同时做好等电位连接和共用接地系统。1、电源系统的防雷措施　　在监控中心大楼的总配电盘上安装第一级SPD1：ATPORT／4P－B100三相电源B级防雷箱，初步衰减从电源线引入的强雷电流和高电压。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=100KA（8/20）、响应时间tA≤100ns，有劣化显示功能，作为

6、一级保护。　　在楼层分盘上安装第二级SPD2：ATT385／4P－C40三相电源防雷箱，进一步衰减从第一级分流下来的强雷电流和高电压，把雷电流脉冲降低到设备能承受的水平。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=40KA（8/20）、响应时间tA≤25ns，有劣化显示功能，作为二级保护。　　在UPS电源前安装第三级SPD3：ATT275／2P－C20单相电源防雷箱，进一步衰减从第一级分流下来的强雷电流和高电压，把雷电流脉冲降低到设备能承受的水平。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=20KA（8/20）、响应时间tA≤25ns，有劣化显示功能，作为三级保护。　　在UPS电源

7、后或设备前安装第四级SPD4：ATA6420NS电源防雷插座，再次衰减从第一二三级防雷器过滤的残压，实现精细保护级别。其技术参数：最高防雷击电流Iimp=19KA（8/20）、响应时间tA≤25ns，有劣化显示功能，作为四级精细保护。　　在强雷区应设SPD1－SPD4。四级防护；在多雷区和高雷区可选择SPD1、SPD2和SPD3三级作为电源系统防护选择标准；在少雷区可选择SPD1和SPD3二级作为电源系统防护选择标准。　　SPD连接导线应短而直，SPD连接导线不宜大于0.5m，当长度大于0.5m时应适当加粗线径。当SPD1～SPD2的线距小于10m、SPD2～S