導(dǎo)語：高速公路機(jī)電系統(tǒng)防雷保護(hù)方法探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：介紹雷擊產(chǎn)生的機(jī)理和雷電入侵高速公路機(jī)電系統(tǒng)的途徑，較為系統(tǒng)地提出機(jī)電系統(tǒng)防雷接地的解決辦法。關(guān)鍵詞：高速公路；機(jī)電系統(tǒng)；防雷接地中圖分類號：u412.366文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a

studyonlightningprotectionofexpresswayeiectromechanicaisystem

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（xiaotang-gangtangexpresswayconstructionmanagementdivision，guangdongshaoguan512027，china）

abstract：thetheoryoflightningstrikeanditsimpactonexpresswayelectromechanicalsystemisintroduced，andearthingmethodsoflightningprotectionarepresentedsystematicallyaccordingtopracticalexperiencesofconstructionandoperationmanagementofexpress-wayelectromechanicalengineeringprojectsinthispaper.keywords：expressway；electromechanicalsystem；lightningprotectionearthing

目前，隨著我國建成高速公路的增加，建好的高1雷擊的產(chǎn)生速公路機(jī)電系統(tǒng)也不斷增加。高速公路機(jī)電系統(tǒng)一般包括收費(fèi)、通信、交通監(jiān)控、供配電等子系統(tǒng)，涉及雷擊一般分為直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷是指雷電的電子產(chǎn)品種類多，因此如何做好機(jī)電系統(tǒng)防雷接地直接擊在建筑物、構(gòu)架、樹木、動(dòng)物、植物上，因電的問題日益突出。根據(jù)調(diào)查，在高速公路機(jī)電工程效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力效應(yīng)等造成建筑物損壞以及危中，如緊急電話因防雷接地的問題處理得不好，不少及人身安全，直擊雷的電磁場有可能使機(jī)電電子設(shè)備高速公路上的緊急電話系統(tǒng)都未能很好地發(fā)揮其應(yīng)有遭受浪涌過電壓的危害。而感應(yīng)雷，是通過雷云之間的作用。筆者1999年7月在廣佛高速公路公司會(huì)議或雷云對地的放電，在附近的架空線路、埋地線路、室參加評標(biāo)時(shí)，忽然聽到不遠(yuǎn)處傳來雷鳴巨響聲，幾鋼軌或類似導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓，稱為感應(yīng)雷，又分鐘后，幾公里外的收費(fèi)站打電話報(bào)告，收費(fèi)亭計(jì)算叫二次雷效應(yīng)，它對人、畜以及機(jī)電電子設(shè)備都有一機(jī)系統(tǒng)因雷擊損壞，全部采用手工收費(fèi)。由此看來，定的危險(xiǎn)。一般來說，直擊雷發(fā)生得較為猛烈，但發(fā)做好高速公路機(jī)電系統(tǒng)的防雷接地是非常重要的，特生的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于感應(yīng)雷。因?yàn)橹睋衾字话l(fā)生在雷云別是在東南沿海雷電頻發(fā)地區(qū)。因高速公路機(jī)電系統(tǒng)對地閃擊時(shí)才會(huì)對地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷工程的防雷接地涉及到房建、機(jī)電等多方面，設(shè)計(jì)時(shí)云對地閃擊，或者雷云對雷云之間閃擊（據(jù)觀測資料應(yīng)綜合考慮，才會(huì)達(dá)到較好的效果，但由于房建等土介紹，雷云對雷云之間閃擊比雷云對地閃擊幾率高得建工程在施工時(shí)間、建設(shè)管理部門、設(shè)計(jì)單位是和機(jī)多），都可能造成災(zāi)害。此外，直擊雷一次只能襲擊電不同，綜合設(shè)計(jì)牽涉到多家單位，不易協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)一兩個(gè)小范圍的目標(biāo)，而一次雷閃擊可以在比較大范中容易出現(xiàn)漏項(xiàng)，所以在機(jī)電工程的前期準(zhǔn)備工作非圍內(nèi)多個(gè)小局部同時(shí)發(fā)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象，并且這常重要。下面就高速公路機(jī)電系統(tǒng)的防雷接地問題談種感應(yīng)高電壓可以通過電力線、電話線等金屬導(dǎo)線傳談筆者的看法。輸?shù)胶苓h(yuǎn)，致使受害范圍擴(kuò)大。感應(yīng)雷會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)，當(dāng)空間有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，雷云下的地面及建筑物等都由于靜電感應(yīng)的作用帶上異性電荷。

2雷電侵入機(jī)電系統(tǒng)的途徑

（1）由系統(tǒng)通信線等信號傳輸電纜侵入

高速公路機(jī)電工程中的通信線主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)線、攝像系統(tǒng)的信號線等，信號傳輸電纜線中出現(xiàn)的雷過電壓、過電流，一般包含兩種情況：一是信號傳輸電纜旁有大樹、高大建筑物、獨(dú)立避雷針等地面突出物，當(dāng)直擊雷擊中這些突出物時(shí)，強(qiáng)電壓將把附近土壤擊穿，雷電流直接侵入到電纜外皮，進(jìn)而擊穿電纜使高壓侵入電纜芯線。雷電流在電纜外皮流動(dòng)時(shí)也可以在芯線上感應(yīng)出過電壓。另一種情況是當(dāng)設(shè)備附近發(fā)生雷云對地放電時(shí)，由雷電水平電場感應(yīng)出過電壓。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)資料表明，埋地電纜芯線上的感應(yīng)過電壓一般為幾百到幾千伏，情況嚴(yán)重時(shí)可達(dá)5kv以上。信號電纜直接與設(shè)備的接口相連，因此過電壓會(huì)由此而入。

（2）由交流供電線路侵入

不管是架空的高壓電力線還是低壓電力線，均可能被直擊雷或感應(yīng)雷擊中。

（3）地電位反擊

機(jī)電設(shè)備附近的避雷針或房屋避雷裝置可以吸引雷電、保護(hù)建筑物，但當(dāng)雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流經(jīng)引下線和接地裝置導(dǎo)入大地時(shí)，接地裝置周圍土壤形成喇叭形電位分布。當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)備的接地裝置和它接近時(shí)，高地電位便可由此侵入計(jì)算機(jī)設(shè)備造成危害。

3防雷接地的基本概念、種類和作用

（1）工作接地

供電系統(tǒng)用變壓器的中性點(diǎn)直接接地，在工作或事故情況下，保證電器設(shè)備可靠地運(yùn)行，降低人體接觸電壓，迅速切除故障設(shè)備或線路、降低電器設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。

（2）保護(hù)接地

電器設(shè)備在正常工作情況下，不帶電的金屬部分與接地體之間應(yīng)做良好的金屬連接。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，如果電器設(shè)備沒有保護(hù)接地，當(dāng)該設(shè)備某處絕緣損壞時(shí)，外殼將帶電，同時(shí)由于線路與大地間存在電容，人體觸及此絕緣損壞電器設(shè)備外殼，則電流流入人體形成通路，人將遭受觸電的危險(xiǎn)。設(shè)有該接地裝置后，接地電流將同時(shí)沿著接地體和人體兩條通路流過，接地電阻越小，流過人體的電流也越小，當(dāng)接地電阻極微小時(shí)，流經(jīng)人體的電流可不至于造成危害，人體避免觸電的危險(xiǎn)。

（3）重復(fù)接地

將零線上的多點(diǎn)與大地多次做金屬性連接。當(dāng)中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生碰殼或接地短路時(shí)，可降低對地電壓；當(dāng)零線發(fā)生斷裂時(shí)，可以使故障的危害程度減輕。

（4）直流工作接地

計(jì)算機(jī)以及一切微電子設(shè)備，大部分采用中、大規(guī)模集成電路，工作于較低的直流電壓下，為使同一系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)、微電子設(shè)備的工作電路具有同一電位參考點(diǎn)，將所有設(shè)備的零電位點(diǎn)接于一接地裝置，它可以穩(wěn)定電路的電位，防止外來干擾，這稱為直流工作接地。同一系統(tǒng)的設(shè)備接于同一接地裝置后，無論是模擬量還是數(shù)字量，在進(jìn)行交換或通信時(shí)，才有統(tǒng)一的電位參考點(diǎn)，從而給接于同一接地裝置的計(jì)算機(jī)或微電子設(shè)備，提供穩(wěn)定的工作電位，有效地衰減以致消除各種電磁干擾，保證數(shù)據(jù)處理或信號傳遞準(zhǔn)確無誤。

（5）防雷接地

為使雷電浪涌電流導(dǎo)入大地，使被保護(hù)物免遭直擊雷或感應(yīng)雷等浪涌過電壓、過電流的危害，所有建筑物、電器設(shè)備、線路、網(wǎng)絡(luò)等不帶電金屬部分，金屬護(hù)套，以及一切水、氣管道等均應(yīng)與防雷接地裝置作金屬性連接。防雷接地裝置包括避雷針、帶、線、網(wǎng)、接地引下線、接地引入線、接地匯集線、接地體等。

4綜合防雷接地的辦法公務(wù)員之家版權(quán)所有

防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它包括防止直接的雷擊、以及防止和抑制雷電電磁脈沖干擾的各種傳輸形式造成的危害等環(huán)節(jié)。高速公路機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)采用攔截、屏蔽、光電隔離、均壓、分流和聯(lián)合接地等綜合防雷措施。

1.攔截對于收費(fèi)亭、收費(fèi)站機(jī)房、收費(fèi)中心機(jī)房應(yīng)按

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》要求設(shè)計(jì)和安裝避雷裝置，其均勻分布的接閃器和引下線攔截閃電，將雷電流均勻地分流入地。外場設(shè)備如收費(fèi)廣場的攝像機(jī)應(yīng)安裝防直擊雷的避雷針，在外場的設(shè)備機(jī)箱設(shè)置良好的接地系統(tǒng)。

2.信號傳輸線的屏蔽

（1）電纜最外層的鎧裝保護(hù)套應(yīng)多點(diǎn)可靠接地；

（2）電纜屏蔽的效果取決于它的轉(zhuǎn)移阻抗和絕緣

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層介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，因此，宜選用轉(zhuǎn)移阻抗小的電纜。

3.光電隔離

隨著光纖和光傳輸設(shè)備價(jià)格的下降，在投資允許的情況下，盡可能采用光設(shè)備。如收費(fèi)廣場到收費(fèi)站機(jī)房的收費(fèi)數(shù)據(jù)、收費(fèi)亭的圖像傳輸就可以使用光纖傳輸，防止雷電過電波的侵入。

4.均壓

均壓就是把導(dǎo)體做良好的導(dǎo)電性連接，使它們達(dá)到電位相等，為雷電流提供低阻抗的連續(xù)通道，使其迅速導(dǎo)入大地。

（1）把收費(fèi)站（中心）機(jī)房的設(shè)備、金屬管道、電纜的金屬外皮、構(gòu)架等主要金屬物，就近接到電氣裝置的保護(hù)接地裝置上。

（2）在機(jī)房的金屬管道、電纜等進(jìn)入或引出處，把保護(hù)接地干線、電氣裝置的接地干線、金屬管道、電纜的金屬外皮、建筑物的水管等導(dǎo)電部分，在等電位連接端子板上連接起來，然后再與接地母線相連。

5.分流

雷電感應(yīng)過電壓是造成機(jī)電系統(tǒng)電子設(shè)備損壞的主要原因之一。為防止雷電過電壓波侵害，機(jī)電系統(tǒng)還應(yīng)在電纜和終端設(shè)備的輸入端連接處裝設(shè)避雷器和保護(hù)器件。

6.聯(lián)合接地

在條件可能的情況下，最好使建筑物和機(jī)電系統(tǒng)或機(jī)電系統(tǒng)不同的子系統(tǒng)之間采用聯(lián)合接地方式。在建筑物和機(jī)電系統(tǒng)之間采用聯(lián)合接地時(shí)，接地體以采用自然接地體為主。當(dāng)自然接地體同時(shí)滿足3個(gè)條件，即接地電阻能滿足規(guī)定值要求；基礎(chǔ)外表面無絕緣防水層；基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋必須連接成電氣通路，同時(shí)形成閉合環(huán)，閉合環(huán)距地面不小于0.7m，一般不再設(shè)置人工接地體。該方法是利用基礎(chǔ)鋼筋、承臺鋼筋相連接，作為自然接地體，框架柱鋼筋與基礎(chǔ)承臺鋼筋焊接做下引線，再將樓板、梁內(nèi)鋼筋與柱筋焊接，這樣就形成了一個(gè)具有極小電阻、極小引下線阻抗、立體的法拉第籠和平面的等電位自然防雷網(wǎng)絡(luò)框架。

5結(jié)語

高速公路機(jī)電系統(tǒng)防雷接地問題很復(fù)雜，涉及到的方面也較多，筆者認(rèn)為，在今后的機(jī)電工程中，應(yīng)盡可能采用聯(lián)合接地，接地電阻小于1ω，同時(shí)加強(qiáng)避雷器的使用，這樣可以減少雷擊造成的損失。

參考文獻(xiàn)：

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