研究高速公路机电设备防雷措施

王 军

(黑龙江省交投信息科技有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

现代化高速公路系统的构成中机电设备为重要组成部分，发挥着重要的作用。由于系统运行环境复杂，常见雷击灾害，威胁着机电设备运行的安全性。深度分析此课题，提出有效防范雷击灾害的措施，保障机电设备的安全性，具有现实意义。

1 雷击对机电设备的危害

雷电为常发自然现象，给建筑物与设备设施均可能带来损坏，尤其是对机电设备。从高速公路机电系统的特点分析，集成了多类型的设备，形成了功能强大的电子系统，配置了强电设备与弱电设备。若被雷击则会使得整个系统瘫痪，给高速公路运行带来不良影响。例如，电子设备被雷击，则会使得收费站交通中断或者数据丢失。

2 高速公路机电设备防雷常见做法

2.1 构建防雷接地系统

机电设备防雷实践中通过构建防雷接地系统的方式，通过采取拦截和屏蔽等系列措施，消除潜在隐患与问题，保障机电系统稳定运行，保障高速公路运行的安全。例如，隧道机电设备的防雷，常用的措施如下：(1)拦截措施。对外场设备进行防护，例如设备监控中心和摄像探头等，通过设置避雷网和避雷针等，来削弱雷电的危害。遇到雷击直击的情况，可实现雷电的拦截，同时均匀导入地下。引导电流使用的是钢筋接地线或者其他当作引下线。(2)屏蔽措施。采取的机电设备屏蔽措施，主要是借助金属网和管等，形成屏蔽网，达到防护强电磁脉冲的目的，避免机电设备被损坏。机电设备运行时，遇到雷击的情况，将会被电磁感应或者静电感应影响，威胁设备安全运行。通过布置各类电力和通信电缆等，来达到防雷保护的效果。(3)均压接地。自然雷电为瞬时高压和高电流现象，当电流从高电位想着周围还处于大地电位的机电设备流去，将会使得设备受损。通过在隧道电缆沟槽和变电所内，构建等电位联结带，同时做好隧道机电设备外壳和等电位的搭接处理，进而在相应范围内形成均压带，可达到减缓雷击二次闪击或者闪络不良影响的目的。(4)使用专用的SPD实施防雷措施。采取屏蔽和等电位连接与共用接地系统，能够达到减少因为雷击带来的浪涌破坏，并且为避免雷击冲击可在设备的电压或者信号输入端设置SPD。(5)防雷接地。围绕设计与建设等环节做好把控，形成高水平的防雷接地系统，保障设备的防雷效果，达到安全与可靠运行的目的。

2.2 分系统的防雷措施

自控配电系统。若输电线路或周围出现雷击，则会在线路上产生雷电冲击波，并且与工频回路耦合，最终进入自控设备的电源模块，引发系统运行故障。基于此，实施防雷措施时要做好自控系统的防雷。使用三级浪涌电压保护器，即SPD，可获得积极地效果。为自控设备实施防雷时，必须要将其和电源用线、照明等分开。使用的三级浪涌电压保护器，第一级设置在变压器二次侧和进线柜断路器后的三根相线与中性线，进行对地并联，用于泄放外线和其他很强的过电压。因为避雷器启动电压高，同时会产生很大的分散电容，同负载形成分流关系。设置的第二级保护层，选择PLC或者UPS等专用配电母线位置的三根相线与中性线，采取对地并联的方式，泄放第一级残压，进行配电线路运行环节的感应或者耦合电压等的分流，达到抑制电磁干扰的目的。设置的第三层保护，选择PLC和UPS或者其他自控设备接地板熔断器后的相线和中性线上，通过对地并联，达到泄放残压的效果，避免电压干扰。

信号系统和天馈系统防雷。通常来说，高速公路机电系统中，自控系统信号线多选择屏蔽双绞线，例如MB+等，通常需要穿管铺设，雷电在此位置感应电压在1～2 KV范围内，若直接进入PLC或者机通讯口，很容易带来损害。一般情况下，计算机数据交换或者通讯频率高低，需要结合系统情况而定，选择避雷器时要使用专用信号SPD。如果通信电缆感应雷出现瞬态过电压的情况，雷电流可以通过SPD支路被泄放，进入到大地。配置的SPD，通过发挥输出限制的作用，限制在设备允许电压上。构建的机电系统，系统之间的无线电通讯功率很低，使用的接地线使用同轴电缆。使用的天馈防雷措施为天馈线路SPD，通过抑制从天线引入的雷电波，运用波道分流技术，实现对雷电流与有用的信号分开。如果遇到雷击灾害，可达到泄放感应雷电流的目的。

机电装置控制室。对此部分的防雷，使用的电力电缆线与通信电缆线路，优选屏蔽电缆。在控制室内部沿着地面上铺设紫铜排，进而形成闭环接地汇流母排，使得电位接地就近排到汇流母线上，使用铜芯线当作等电位连接线，形成有效的防护系统。

其他部分。对于高速公路的构筑物，采取防雷措施时，多选择设置避雷针和避雷带等方式，同时要做好内部结构接地，并且单独设置引下线引到构筑物接地网。通过形成全面的防护系统，达到增强防雷效果的目的。借助各类措施，有效泄放电流，促使机电设备能够稳定运行。配电系统和强电设备的接地措施，可获得不错的效果，避免出现重大危害。构建的计算机自控系统，具有特殊性，常用的接地包括系统工作接地和安全保护接地以及直流工作接地等，结合实际情况，选择适宜的保护措施。

3 高速公路机电设备管理的策略

3.1 制定完善的机电设备维护管理制度

高速公路机电设备防雷工作的优化，除了做好防雷系统建设外，还必须要做好日常维护管理。结合机电设备及运行环境，制定完善的高速公路机电设备维护管理制度，指导日常维护管理工作开展与落实，实现机电设备的价值。组建专门的工作小组，负责日常的高速公路机电设备维护工作，全面消除存在的隐患与问题，保障机电设备安全运行，助力高速公路效益目标的实现。对日常的管理工作落实情况，要进行全面评估与分析，消除不良影响和问题，实现系统的价值。

3.2 结合天气特点采取防护措施

高速公路机电设备防雷工作的开展与落实，要注重恶劣天气下的防护。密切关注天气变化，采取相应的维护措施，消除不良影响，保障机电设备稳定运行。实践中维护管理工作人员要在雨季来临前，对高速公路机电设备进行全面体检，掌握设备运行的情况，分析存在的隐患与问题，保障机电设备安全稳定运行，实现设备的价值与作用，促使高速公路机电系统价值实现。

4 结 语

综上所述，高速公路机电设备防雷措施，要做好全面严格控制，保障防雷作用发挥。从机电设备管理实践分析，围绕防雷系统建设，做好全面设计和规划，配置完善的设施和设备，增强整体的防护效果。文中结合实践，分析了高速公路机电设备防雷措施，提出优化和改进的措施，保障机电设备管理目标实现，发挥防雷价值。