高速公路机电设备防雷技术

文/何坚

现代化信息技术的快速发展，高速公路中应用很多电子设备，通过这些电子设备可以有效的进行电子内容的传输，同时也可以依据不同的电子设备进行监控、收费等内容，特别高速公路的地域广，所处的地形复杂，所安置的强电设备易遭雷电的干扰。所以在高速公路设计与施工过程中，要注意机电设备的防雷性，加强对高速公路机电设备防雷技术研发。

1 雷电对高速公路机电设备的危害

雷电是正常的自然现象，受大气中冷热空气摩擦而产生的一种不同极性的一种放电现象，在此过程中，还会产生高电压、大电流等现象，强电设备极易遭受迫害，以被列入侵害电子的一大公害。

雷电是一种破坏力极强的干扰源，它会对高速公路的机电设备造成以下损害：首先是直击雷，强大的电流，会使地电瞬间增高，所产生的的电位差可以造成对人伤亡，对物不可磨灭。其次是感应雷，感应雷是通过电线等通信设备，将电流入侵到机电设备中，造成多机电设备的冲击，极易出现电路被烧毁等现象。

2 高速公路机电设备接地技术

2.1 防雷接地

当高速公路被雷电击中后，高速公路上机电设备就会行成直击电和感应过电等危害。为了保证雷电能够安全地泄到大地中，所以，高速公路要装有相应的防雷接地装置，这样才能确保雷电有效的泄入大地之中。

2.2 交流电源防雷接地

变压器是机电设备交流电源的一种，特别是变压器通常安置室外，与电网相连。当线路发生雷击时，雷击会通过线路向变压器进发，为了确保变压器等设备的安全，可将变压器中性点接入地下进行使用，平常可以向机电设备供220V 电压，当发生雷击事故时，可以有效地跳闸对设备进行相应的保护，确保高速公路机电设备的安全。

没有装置变压器的机电系统，为防止雷击对机电设备侵袭与破坏，可以在电源系统和供电电源间中加入电涌保护器，这样就会将雷击的强力脉冲分解成不同电压分流，降低雷电对机电设备的损害。

2.3 机电设备保护接地

机电设备由于一直处于工作状态，是带电体，当机电设备长时间运行后与其他东西发生碰撞会造成长时间的设备绝缘损害。所以，设备维护人员要不断对设备进行监控，将机电设备不带电的金属部分与大地进行有效的连接，在发生雷电时，可以将强电压有效泄入到大地中。当设备泄漏电流时，通过接地装置将两极的电流自动向大地排泄，将泄漏电流控制在有效的阈值范围值内，使电阻小于1Ω。

2.4 直流工作接地

随着现代化信息技术的逐渐完善，利用信息技术，可以将高速公路机电设备设置成自动化。通过对信息技术的掌控，将不同的电子设备与信息技术相连，完成自动化的操控。特别是直流电源遇到电击时所产生的巨大损害，会造成机电设备的烧毁。所以，在信息技术与机电设备相连接是，要保证所有电子设备处于同一低压直电流状态，这样才能有效的控制住电路，防止雷击对电路的干扰。同时，高速公路多个机电设备经常引用同一个接地系统，这就为信号传输赢得了有效的保障，便于设备间的信号传输，有效地削减机电设备间的电磁干扰，提升数据传输能力，还能确保高速公路机电设备的有效运行。在高速公路收费设备中，通过数据、车道监控等信息传输，建立相关服务设施的有效联合接地系统，更能保障接地系统的安全与可靠性，防止因遭受电击后而冲击相关的机电设备，形成完整的接地防雷系统。

3 高速公路机电设备防雷技术措施

3.1 直击雷防护

对于高速公路要对相关的暴露于外部的建筑进行相关的防雷设置，如：收费车道、监控设备、机电站、电子屏等，对其进行完整的直击雷保护措施，以避雷针、避雷线作为防范基点，在引用相关建筑中的钢筋作为避雷防护网，将相关建筑中的基础梁中的主钢筋作为引雷引流泄入大地，从而形成对高速公路机暴露外部机电设备进行防雷保护。

3.2 感应雷及雷电波侵入防护

感应雷是所有防雷技术系统中最难操控的，其难点在于感应雷电流通过电源、信息通讯等线路将电流侵入到机电设备中，所以，对电源电路、信息通讯线路的感应雷设置防护，才是最为有效的防范措施。

对电源电路的防护，基于机电设备正常运作都需要电源供给，所以，电源要通过逆变方式将交流电转为机电设备所需的直流电，才能有效防止感应雷对机电设备的侵袭，而将逆变器前加上隔离变压器的装置，就形成了对电源的保护作用。通过这类装置，可以有效将电子元件抗压水平控制在2 倍左右，发生雷击后，迅速将电压控制在700V 以下，限制雷电电流侵入到电路之中，影响机电设备的安全使用。

对机电设备进行接地，为确保高速公路机电设备在雷雨天气安全、有效的运行，就要采用联合接地系统提升机电设备在雷雨天抗干扰的能力，这样才能有效提升高速公路监控、收费、指示等设备正常的使用。

4 防雷接地系统施工要点

4.1 机电设备布置

监控中心的布置十分重要，合理的布局，可以提升系统的防雷综合实力。在前文防雷接地内容中谈到，雷电流通过建筑物主钢筋进行引电泄入大地中，同样，可以将电流集中在外墙，有效防止电流对机电设备信号的干扰，将机电设备安置在监控中心位，可以保持机电设备与外墙间的有效、安全距离。

4.2 避雷器的选择

避雷器是防雷系统中最重要的设备，可根据工程的实际需求进行安装。而避雷器也有相互屏蔽的作用，能有效防止电流点线路信息所带去的干扰。

4.3 接地系统设计

接地系统的设计会因为使用年限而出现的老化、腐蚀等现象，导致接地电阻逐年升高。所以，在接地系统设计与施工过程中，要为其进行大空间的预留，最好能在接地系统与地面相连接处进行刷漆处理，也可以铺设降阻材料，确保使用期限的延长。

5 结语

高速公路由于地理位置的特殊性，极易遭受雷击的建筑物。所以，应应用现代化的信息技术对其进行合理地防雷系统设计，有效降低雷击的侵害，提升机电设备的运行时间，为高速公路的一流服务水平打下坚实的基础。