高速公路机电防雷接地技术分析

霍树明

摘 要 大自然千变万化，很多自然现象不受人类控制，雷电便是其中之一，随着经济和科技的发展，建筑设备设施如雨后春笋，层出不穷，如果这些设备设施都没有适当的防雷措施，势必会遭受破坏，造成一定的经济损失，为了避免这一现象的发生，很多设备设施都采取了防雷技术，高速公路也不例外。由于高速公路系统庞大、复杂，设备设施众多，很多设施都属于电子系统，一旦遭受破坏，会给高速公路正常的运营带来不便，也会造成巨大的经济损失，防雷接地技术能够有效的避免雷击，这一技术如何更好地应用于高速公路机电系统值得深入研究与探讨。

关键词 高速公路；防雷；接地技术；机电系统

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0066-01

如果高速公路一些设备设施没有很好的接地系统和防雷设施，不但建筑设施会遭受雷击破坏，如果接地不良，还有可能将雷引入室内，造成人员伤亡，而且有可能产生雷电电磁脉冲，会使电子设备产生电感性、电容性耦合干扰，使电子设备不能正常运转，给整个高速公路运营带来不便，而防雷接地可以分流直击雷并释放雷电电磁干扰能量，它还可以将已纳入防雷系统的闪电能量释放入大地。雷电接地技术不但可以保护高速公路的建筑设施，也保证了电子设备和人员安全。

1 高速公路机电防雷接地技术概述

防雷接地技术中接地是很重要的一部分，接地系统良好，不但保证设施设备的安全，也保证了人员安全。一般来说，防雷接地技术包括工作接地、保护接地、重复接地、直流工作接地和防雷接地五个方面，具体阐述如下。

1）在任何情况下，无论是工作中还是事故发生时，供电系统利用变压器的中性点直接和地面相接，这就是工作接地。工作接地不但能够保证电器设备的正常运行，降低人体接触的电量，在发生事故时，还可以自动切除故障设备和线路，降低电器设备和输电线路的绝缘水平。

2）在电器设备可以正常工作的前提下，把不带电的金属部分与接地体进行金属连接，这就是保护接地。没有进行保护接地的电器设备，如果设备某处发生绝缘损坏，设备的整个外部就会带电，而且大地和线路之间存在电容，人体如果触碰到绝缘损坏并且带电的设备外部，电流会流入人体，从而形成通路，也就是说我们常说的“触电”，会造成人员伤亡。与此相反，如果将电器设备进行了保护接地，那么接地电流会通过人体流过的同时也会通过接地体流过，接地电阻越大流过人体的电流越大，接地电阻越小流过人体的电流越小，如果接地电阻极小，那么人体就不会触电，也不会危及人身安全。

3）将零线上的多点和大地进行重复性的金属连接，这就是重复接地。重复接地的优势是在中型点直接接地系统中出现碰壳和接地短路这样的情形时，只要降低对地电压，就算是当时零线断裂，由于故障造成的危害也会得到有效控制，危害不会太大，损失也不严重。

4）微电子设备基本上采用的都是中、大规模集成电路，包括计算机，如果工作时采用较低的直流电压，仅用一个接地装置，把所有设备的零电位点与之相接，这样同一个系统的计算机和微电子设备的工作电路就有相同的电位参考点，这样的电路电位稳定，也有效的阻隔了外在干扰。用一个接地装置与所有设备的零电位点相接之后，进行交换或者通信时，模拟量和电位量都有一样的电位参考点，这样的设置都利于准确的数据处理和信号传递。

5）防雷接地装置的目的就是把雷电电流引入大地。避雷针、线、网、接地体引下线和引入线、接地体、接地汇集线等构成了防雷接地装置。将所有高速公路设施设备、线路、网络、水管道和气管道等不带电的金属部分与防雷接地装置进行金属连接，从而有效避免建筑物及电子设备设施遭受雷击，减少相应损失。

2 高速公路机电防雷接地技术要求分析

高速公路机电防雷接地技术的要求主要体现在以下几个方面。

1）严格贯彻并执行防雷接地技术的相关规定。一般来说，制作接地体时，角铁要求为39.9 mm×39.9 mm，每根长2.49 m，角铁与角铁之间是约4.9 m间距，将角铁垂直打入地下，顶部和地面之间距离大概是0.49 m，最后，顶部用大约39.9 mm×39.9 mm的扁铁全部焊接起来，这便是一个接地系统。

2）采取等电位连接。为了构建一个合理的电位连接网络，需充分利用工程本身所有可利用的资源，如设备所在建筑的金属构架、金属管道等，采取等电位连接时，电子设备本身的金属外壳、机柜、机架、计算机直流地、安全保护地、屏蔽线外层及各种电压保护器接地端等均应以最短的距离就近与之相连接，进行等电位连接有利于设备设施不受损坏和工作人员的人身安全。

3）电子设备接地所设位置和强电设备接地所设位置不能在同一位置，要分开设置。理论上讲，两者之间至少需要相隔14.9 m以上的距离。如果为了抑制干扰，将电子设备接地与强电设备接地设在不同位置是有利于抑制干扰的。从工程角度出发，有些时候电子设备和强电设备可以共用接地。因为有些特殊的场地两者之前需要相隔14.9 m的距离是有一定难度的。共用接地需要考虑一些其他因素，如是否有很大的强电设备地上干扰，大电流设备是否会频繁的启停，是否有足够小的强电设备接地电阻等。

由于我国高速公路大多有很多收费机电设施设备，大多工作人员都在收费亭内作业，而收费亭大多都处于露天收费网架下，为了保护这些工作人员的人身安全，需要在收费亭内加设防静电地板。

4）由于高速公路地理环境不尽相同，要因地制宜的选择合适的接地环境，因为接地环境对接地系统的防雷效果有很大影响，接地阻值要很低才会不影响人身和设备设施的安全。地网的形状如果良好，那么在基础浇筑时，需将接地极与基础本身的配筋进行很好的焊接，如地形环境差，需要考虑当地地形对接地设置的影响，进行相应的设计施工，如地形和含水情况等都要考虑在内。

3 结束语

为了高速公路设备设施和工作人员安全性考虑，都应该在各自所辖高速公路范围内为所有设备设施安装防雷接地装置，根据不同的地质情况和设备情况因地制宜的进行接地，对已发生的设施设备雷击情况进行分析，分析防雷接地装置设置问题，采取相应措施进行改进。总之，高速公路机电防雷接地技术的运用，有利于保证高速公路工作人员的人身安全，可以避免高速公路设备设施遭受雷电打击，减少相应情况造成的经济损失。

参考文献

[1]张明辉.浅析高速公路机电系统的防雷接地技术[M].北京出版社，2013.

[2]牟先勇.高速公路机电系统的防雷接地技术[Z].辽宁省高速公路管理局，2012.

[3]陈启桓.高速公路机电设施防雷接地技术探讨[M].北京出版社，2013.endprint