高速公路通信、监控、收费系统的综合防雷 设计

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1、高速公路通信、监控、收费系统的综合防雷设计1 前言  目前高速公路建设发展迅速，为了使高速公路畅通无阻，保证高速公路通信、监控、收费系统正常运行，达到防雷减灾、将雷电灾害降至最低限度的目的，防雷工程技术人员应对系统进行全面了解，实地勘测，根据国家、国际标准的要求，进行全面规划、综合治理、制定完善的综合防雷设计方案。2 设计方案依据标准IEC61312：《雷电电磁脉冲的防护》GB50057-1994：《建筑物防雷设计规范》GB50174-1993：《电子计算机机房设计规范》GB50198-199：《民用闭路监视电视系统工程

2、技术规范》GB/T50311-2000：《建筑与建筑群落综合布线系统工程设计规范》QX3-2000：《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》3高速公路通信、监控、收费系统的基本组成每一条高速公路在其管理的区间内均设有一监控中心大楼。监控中心一般设在高速公路的出、入口处，也有设在管理区间的中心部位。它是管路区间的指挥、调度、控制中心。中心一般设置有大型地图版和监控电视体统，并配有多画面切换装置设备、视频监视器、低速录像设备及自动转换装置。中心配备有计算机网络系统、负责管理各收费站的收费信息、紧急电话的控制、公路出入口及中间各大

3、型电子显示屏的控制和公路沿线的小型电子提示牌的控制等。中心大楼内还有程控交换机系统、中心控制台、光缆通信的两个或四个8Mb/s接口的光端机及上网设备、无线电话系统、UPS供电系统等多种电子设备。在每个收费站配备有光缆通信设备；收费用的计算机局域小网；收费站的信号灯控制系统；监视、摄像、记录系统；控制操作台；站内电话控制台、无线对讲电话等。在每个收费亭内配备有收费计算机网络系统工作站专用计算机；收费票据打印机；收费指示板；指示灯；车道控制机；自动栏杆；语音提示系统；车辆过境自动计数器；对讲电话和空调及供电系统等设备。在公路

4、沿线及收费站广场设置了多个监控摄像头，将摄像头的视频信号通过光缆、同轴电缆、对称电缆或通过微波传输系统，将视频信号或语音信号传到中心监控室，以利控制中心掌握公路沿线的车辆行驶运行情况，便于指挥调度。4 高速公路综合防雷原则4.1高速公路的综合防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施。在进行综合防雷设计时，应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护。高速公路综合防雷系统的防雷设计应采用直击雷防护、

5、等电位连接、屏蔽、合理布线、共用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主、安全第一的指导方针。高速公路综合防雷系统应根据所在地区雷暴等级、设备放置在雷电防护区的位置不同，采用不同的防护标准。高速公路建设工程，为确保防雷设计的科学性、先进性，在设计前宜做高速公路沿线现场雷电环境评估后在进行设计。4.2雷暴等级的划分年雷暴日平均值在20天以下的地区定为：少雷区。年雷暴日平均值在20天以上40天以下的地区定为：多雷区。年雷暴日平均值在40天以上60天以下的地区定为：高雷区。年雷暴日平均值在60天以上的地区

6、定为：强雷区。4.3雷电防护区LPZ的划分直击雷非防护区（LPZ0A）：本区内的各类物体都可能遭到直接雷击，本区内的电磁没有衰减，属完全暴露的不设防区；直击雷防护区（LPZ0B）：本区内的各类物体很少遭到直接雷击，但本区内的电磁场没有衰减，属充分暴露的不设防区；第一屏蔽防护区（LPZ1）：本区内的各类物体不可能遭到直接雷击，流经各类导体的电流比LPZ0B进一步减小，由于建筑物的评比措施本区内的电磁场得到了初步衰减；第二屏蔽防护区（LPZ2）：为进一步减小所导引的电流或电磁场而引入的后续防护区；第三屏蔽区（LPZ3）：需要

7、进一步减小雷击电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。5高速公路建筑物直击雷防护措施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20m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。由于楼内有大量事实运行的电子、微电子设备，又是整个公路的调度中心，根据《建筑物防雷设计规范》GB50057—1994的规定，监控中心大楼、收费亭、大型显示屏一般都属于预计雷击次数大于0.06次/年的重要或人员密集的建筑物。因此可定为二级防

8、雷建筑。按滚求法（滚球半径45m）来计算设计直击雷防护避雷针。计算的方法参照《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年最大风的强度，并留有一定余量。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，高度和数量根据滚球法计算器保护