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機電設備在高速公路系統中的重要度越來越高，已成為高速公路必不可少的組成部分，無論是運行還是管理，都需要得到機電設備的支撐。然而，作為一種新型電子設備，其對外界影響因素十分敏感，尤其是雷電這種突發因素，帶來的影響與損失不容忽視。

1雷電危害

在公路交通系統當中，高速公路所占比例越來越大，是現階段最主要的交通通行模式。在科技快速發展的影響下，高速公路引入了很多機電設備，包括實時監控系統、照明系統和收費系統等，使得高速公路運行與管理都實現了電子化，極大的提高了運行與管理效率，同時也為運行安全提供了一定保障。然而，在大規模引入機電設備的同時，也面臨到一系列困擾，比如在雷電天氣下設備容易遭到損壞等，嚴重時還會引起安全事故，造成難以挽回的后果，影響高速公路的正常運行與發展[1]。一般而言，機電設備受雷電的影響主要表現為直擊雷和感應雷。其中，直擊雷具有很高的電壓，可在極短的時間內產生大電流，導致設備遭到嚴重損壞；而感應雷則發生在雷電流進入大地的過程中，于雷擊處產生強磁場，設備在磁場當中與磁場切割，產生閃擊，致使設備損壞。與感應雷相比，由直擊雷造成的破壞較大，嘗使設備與系統直接癱瘓，所以在防雷工作中通常將直接雷防范作為重點。就目前來看，高速公路所用機電設備正不斷增多，以感應雷引起的事故也在日益加重，所以必須對此引起足夠的重視。為切實保證高速公路系統運行穩定性和安全性，應在日常做好防雷保護工作，將直擊雷和感應雷都作為重點防范對象，加強防雷管理，減少或避免雷擊事故的發生，在保護設備的同時，也保障人員自身安全。對設備防雷技術而言，其應用需要從兩方面入手，即防雷接地和防雷處理，以此形成完善有效的防護體系，創造良好系統運行環境。

2防雷技術

高速公路作為當代公路交通核心表現形式，在社會生產生活當中扮演的角色至關重要，無法取代；其主要為物流運輸和出行提供必要的交通服務，提供出行安全保障，同時自身也應得到有效的保護，需要選用有效和先進的設備防雷技術，進而從根本上防止事故發生。2.1設備防雷接地。在設備防雷工作中，設備接地十分重要，無論直擊雷或感應雷，均要求將雷電流引到大地，這也是后續細化工作的基礎。若要提高設備及系統的運行可靠性，避免遭到雷擊而無法工作或引發事故，就必須建立良好的設備接地系統，并對所有操作指標和參數予以規范，從而實現最佳防雷效果，保障設備、系統、人員三方安全。至于設備防雷接地的方式，一般有很多種，在現實中需要充分考慮需要，結合不同方式的效果妥善選擇。通常情況下，較常用的接地方式有以下四種：第一，防雷接地；第二，交流工作接地；第三，直流工作接地；第四，安全保護接地。對收費系統而言，需要配電中心、監控中心和收費站連接到一起，采用扁鋼帶實施可靠連接，確保地網處在均壓等電壓，以此來避免電位反擊。借助等電位連接方式，可以從根本上提高防雷水平，此外還能小幅放寬接地電阻，以便縮減收費系統成本[2]。從交流電路角度分析，變壓器為系統重要組成部分，在高速公路系統中同樣具有重要作用。對于機電設備變壓器，其和外部電網直接連接，一般都設于室外，如果遭到雷擊，則在感應電流作用下，將產生不同程度的損壞。而變壓器損壞將使系統受到嚴重影響，因為變壓器直接和供電系統相連，損壞后無法工作，造成一定威脅。為了防止變壓器在損壞之后對機電系統造成過大的影響，需對變壓器實施接地。在變壓器接地過程中，可將中性點與大地之間建立聯系，以此在遭到損壞后可以直接跳閘，一方面保護變壓器本身；另一方面減少對機電設備造成的影響。當初在正常狀態時，機電設備為帶電體，因受到眾多外界因素的干擾，設備自身絕緣性能將大幅減弱，導致絕緣層破壞，此時遭到雷擊，將使大地、人和設備三者形成通路，引起觸電等重大安全事故。為了減少這種事故的發生，需對設備不帶電部分進行接地保護，在絕緣層破壞的情況下，可依靠接地裝置來向大地引入泄漏電流，這樣能有效防止觸電風險。2.2設備防雷措施。2.2.1監控系統設備防雷。收費區一般都會裝有監控系統與設備，其數量和車道數量有關，通常不能少于6臺。為確保監控效果，需強化對監控系統及設備的保護，避免設備遭到雷擊，防止因監控癱瘓造成的擁堵。基于此，需在系統控制線路設置防雷器械，按照就近原則，對防雷器械實施接地，也可直接連接于設備外殼。此外，還需在設備輸出端設置風雷器。在對監控系統的線路進行敷設時，需使線路穿過金屬管，再埋設進地下，不得直接裸露于地面，否則將增大雷擊概率[3]。監控系統防雷如圖1所示。2.2.2收費系統設備防雷。在科技日益發展的刺激之下，高速公路所用電子技術正快速更新，基于網絡化的設備數量與類型都在逐漸增多，系統精確性、可靠性與顯示清晰度都有了很大程度的提高，但在這種情況下，也使系統和設備面臨更嚴重的雷擊問題。防雷是確保系統安全運行的基礎工作，實際情況中，需在網卡端口及網線處等配置防雷器，以此隔斷雷電流，確保系統及設備能在復雜環境下可靠運行。另外，還需在路由器和監控中心同軸線增設防雷器，采用和監控系統相同的處理措施，在對端口防雷器進行安裝時，需要嚴格按照就近的基本原則，在設備外殼設置防雷器，也可進行直接接地[4]。2.2.3電源線路防雷。在三相電源變壓器接地處增設避雷器。除此之外，變壓器外殼、電纜外絕緣層和零線均需采用防雷措施予以保護，作業使嚴格遵循就近的基本原則。對于低壓線路，需在地下進行敷設，在金屬管中穿入線纜，再將其埋設于地下，以此防止遭到直擊雷。監控系統和配電系統之間的部分也應進行地下埋設，同時予以屏蔽處理。一般而言，高速公路收費系統主要為弱電系統，因此可以在端口處配置單相電源防雷系統，并且所用電纜要具有屏蔽功能，在地下進行埋設。2.2.4通信系統設備防雷。通信系統是高速公路機電核心部分，主要完成對信號的傳輸，提供必要的通信服務。通常情況下，通信系統具有很大的跨度，防雷難度相對較大。在系統傳輸設備柜上，需預備至少兩個接地螺栓，采用單點接地方式使其與大地直接相連，分別為工作地線和二次保護地線。交流配電系統處于正常運行狀態時，需設立安全且獨立的環境，使保護地線完全斷開，如果實際條件不允許進行這項操作，則要和配線架防雷合并使用，但要以安裝電源防雷裝置為前提，以免產生干擾信號。2.2.5照明系統設備防雷。從當前的情況看，照明系統正致力于應用綠色材料，這是生態環保理念與科技發展的必然趨勢。用于高速公路的照明系統，為有效保證資源利用率，降低電能消耗，正大規模采用太陽能技術，使基于太陽能的不同燈具相繼問世。這些燈具都具有亮度高、能耗少的特征，特別是在安全環保和節能方面有著顯著的優勢，是值得大范圍推廣的新型照明設備。但是，這種新型燈具還有一個特點就是充放電系統特殊，并涉及一系列電氣設備，無論是充放電系統還是電氣設備，均屬弱電，一旦遭受雷擊，將造成惡劣后果。因此，在防雷保護工作中，需要重視這種新型裝置的專用化防雷，比如安裝專用浪涌保護裝置，提高系統與設備自身防雷水平，防止由雷擊造成事故，以減少或避免損失[5]。

3結語

高速公路作為現階段交通運輸系統主要模式，其地位和價值都無法取代。高速公路具有使用頻率高的特點，為便于運行和管理，通常會在兩側布置一系列機電設備，以此形成完整的機電系統。但通過對機電設備的了解發現，其大多屬于電子系統，具有很高的敏感度，不僅容易遭受雷擊，而且遭到雷擊后還會造成嚴重的后果。因此，在實際工作中必須加強防雷措施，根據設備的類型、特點和要求采取有效的防雷措施，提高設備及系統的防雷水平。

參考文獻：

[1]陳云生.高速公路機電設備防雷技術分析[J].中國高新技術企業，2017（5）：212-213.

[2]陳翔.高速公路機電設備防雷技術探討[J].交通世界，2016（25）：113-114，117.

[3]張亢.新時期公路機電設備防雷技術分析[J].交通世界（工程技術），2015（7）：84-85.

[4]霍樹明.高速公路機電防雷接地技術分析[J].硅谷，2014（4）：66，64.

[5]樊亮.高速公路機電設備防雷技術的探討[J].中國新技術新產品，2012（5）：119，123.

作者:包志勇 單位:1.河北省交通規劃設計院 2.河北博匯建筑設計咨詢有限公司