【摘 要】本文將簡(jiǎn)單將結(jié)合實(shí)際，簡(jiǎn)單地闡述下防雷接地各自的概念，分析下雷電對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的危害，如何將雷電災(zāi)害帶來(lái)的影響降至最低，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。在此，本人將提出相關(guān)在高速公路機(jī)電系統(tǒng)綜合防雷、接地對(duì)策措施，僅供大家參考。

【關(guān)鍵字】高速公路；機(jī)電系統(tǒng)；綜合防雷接地；對(duì)策研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高速公路的增加的同時(shí)，高速公路上的機(jī)電系統(tǒng)也是不斷的增加了，但是電子設(shè)備對(duì)電壓的耐受力較差，經(jīng)常會(huì)受到雷電的襲擊，因此，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的防雷接地措施是當(dāng)務(wù)之急。防雷接地實(shí)際上是兩個(gè)不同的概念，一是防雷，防止因雷擊而造成損害，是指通過(guò)組成攔截、疏導(dǎo)最后泄放入地的一體化系統(tǒng)方式以防止由直擊雷或雷電電磁脈沖對(duì)建筑物本身或其內(nèi)部設(shè)備造成損害的防護(hù)技術(shù)；二是接地，保證用電設(shè)備的正常工作和人身安全而采取的一種用電措施，是一種有意或非有意的導(dǎo)電連接，由于這種連接，可使電路或電氣設(shè)備接到大地或接到代替大地的、某種較大的導(dǎo)電體。

一、雷電對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的危害

雷電是一種伴有閃電和雷鳴的雄偉壯觀并有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對(duì)流發(fā)展旺盛的積雨云中，因此常伴有強(qiáng)烈的陣風(fēng)和暴雨，有時(shí)還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。積雨云頂部一般較高，可達(dá)20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對(duì)流等過(guò)程，使云中產(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個(gè)電位差。當(dāng)電位差達(dá)到一定程度后，就會(huì)產(chǎn)生放電，這就是我們常見(jiàn)的閃電現(xiàn)象，同時(shí)具有電壓高、電流大等特點(diǎn)，很容易對(duì)電子設(shè)備造成一定的破壞。

雷電將會(huì)對(duì)高速公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備造成危害可以分為以下兩種：第一，直擊雷，它的威力最大的，電流也是巨大的，會(huì)在瞬間讓地電位使攀高，再加大強(qiáng)大的電位差作用會(huì)直接對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備、建筑物造成損害，還會(huì)帶來(lái)人員傷亡；第二，感應(yīng)雷，這種電流是通過(guò)電源線纜、通信線路、衛(wèi)星天線等多種線路直接侵入到高速公路機(jī)電設(shè)備房里面，特別是電源電纜，它對(duì)感應(yīng)雷最為突出明顯的，會(huì)沖擊機(jī)電設(shè)備的弱電電路，導(dǎo)致弱電設(shè)備被燒毀的嚴(yán)重危害。

二、高速公路機(jī)電系統(tǒng)綜合防雷對(duì)策研究

1、直擊雷的防護(hù)對(duì)策

高速公路一般都設(shè)有收費(fèi)車道、監(jiān)控機(jī)房、數(shù)據(jù)反饋屏等建筑物，受環(huán)境限制它們長(zhǎng)期暴露在空氣中，為了防止被直擊雷擊中所帶來(lái)的危害，要采取相對(duì)應(yīng)的安全措施，比如利用避雷針、避雷線來(lái)作為接閃器，建筑物天花板中的鋼筋作為避雷網(wǎng)，用建筑物中的基礎(chǔ)梁主鋼筋作為防雷引下線將雷電流引入大地，達(dá)到對(duì)機(jī)電設(shè)備直擊雷的防護(hù)。

2、感應(yīng)雷防護(hù)對(duì)策

2.1電源部分

為了弱電設(shè)備的正常工作，電源逆變系統(tǒng)就會(huì)把交流電源轉(zhuǎn)換為機(jī)電設(shè)備所需要的直流電源系統(tǒng)，但為了更好地避免微電子設(shè)備受到感應(yīng)雷的沖擊，最好在逆變器的最前端安裝一個(gè)隔離變壓器，此外在隔離變壓器進(jìn)出電源的兩端再加裝SPD。電子元件的耐壓水平一般是在額定電壓2倍，當(dāng)雷擊電壓時(shí)，保護(hù)器就會(huì)自動(dòng)將感應(yīng)電壓控制在700V以下，一個(gè)電子設(shè)備可以承受的安全電壓范圍之內(nèi)。

2.2設(shè)備接地

高速公路的機(jī)電設(shè)備是保證設(shè)備正常安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，建立起一個(gè)聯(lián)合接地系統(tǒng)，不僅可以提高機(jī)電設(shè)備的抗干擾能力，更能促進(jìn)高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、指示等功能的安全可靠運(yùn)行。

三、高速公路機(jī)電系統(tǒng)綜合接地對(duì)策研究

1、防雷接地

高速公路上的建筑物在遭受雷電的襲擊后，會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)部的機(jī)電設(shè)備造成直擊過(guò)電壓和感應(yīng)過(guò)電流的危害。為了防止此類危害的發(fā)生，讓雷電能量直接泄入到地面，我們要對(duì)裝有機(jī)電設(shè)備的公路建筑物、內(nèi)部弱電設(shè)備、電源線路、網(wǎng)絡(luò)通信等系統(tǒng)，與防雷接地裝置作有效的防雷金屬連接。因此，可用綜合布線方式，對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備控制機(jī)房?jī)?nèi)弱電系統(tǒng)的綜合防雷接地系統(tǒng)。

2、交流電源防雷接地

變壓器是專門(mén)為機(jī)電設(shè)備提供交流電源，它一般都會(huì)安裝在室外，直接連接于上一級(jí)電網(wǎng)。當(dāng)線路被雷電擊中時(shí)，雷擊感應(yīng)電流就會(huì)通過(guò)輸電線路向變壓器沖擊。讓變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的方式，可以有效保證系統(tǒng)變壓器和系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的安全，即使是發(fā)生線路雷擊事故，也會(huì)馬上進(jìn)入跳閘保護(hù)中，確保了高速公路機(jī)電設(shè)備的安全。那些沒(méi)有安裝隔離變壓器的機(jī)電系統(tǒng)，則可以在弱電設(shè)備電源系統(tǒng)和設(shè)備供電電源間安裝SPD，當(dāng)雷擊電壓時(shí)，保護(hù)器就會(huì)自動(dòng)將感應(yīng)電壓控制在700V以下，一個(gè)電子設(shè)備可以承受的安全電壓范圍之內(nèi)。

3、機(jī)電設(shè)備保護(hù)接地

機(jī)電設(shè)備處于工作狀態(tài)時(shí)它是一個(gè)帶電體，工作中發(fā)生受到碰撞，又或者是長(zhǎng)時(shí)間的工作均有可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣損害，此時(shí)還與設(shè)備金屬外殼發(fā)生直接接觸就會(huì)在機(jī)電設(shè)備、人、大地間形成一個(gè)電流通路，通過(guò)人體流入大地，導(dǎo)致運(yùn)行人員發(fā)生觸電危險(xiǎn)。防止這類情況的同現(xiàn)，最好的辦法就是在機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)對(duì)不帶電的金屬部分通過(guò)保護(hù)接地裝置與大地有效連接。

4、直流工作接地

電力、電子技術(shù)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)、電子集成電路、微電子等電子器件已成為高速公路機(jī)電設(shè)備的核心。直流電源是弱電系統(tǒng)的工作電壓，而弱電設(shè)備對(duì)電源有一定的要求，當(dāng)電源有波動(dòng)時(shí)，弱電設(shè)備就會(huì)受到干擾，嚴(yán)重的話還會(huì)燒毀弱電系統(tǒng)中的弱電設(shè)備。建立一個(gè)聯(lián)合接地系統(tǒng)，對(duì)高速機(jī)電弱電設(shè)備工作提供有效保障。在高速收費(fèi)站中，為了統(tǒng)一數(shù)據(jù)信號(hào)，收費(fèi)車道、監(jiān)控機(jī)房、數(shù)據(jù)反饋屏等接地系統(tǒng)形成一個(gè)聯(lián)合接地系統(tǒng)，為了保證接地的可靠性，機(jī)電設(shè)備采用不少于兩處的金屬4mm-40mm扁鋼帶有效接地，防止雷擊電流泄底后地電位反擊沖擊機(jī)電設(shè)備。

四、結(jié)論

為了進(jìn)一步將高速公路安全和服務(wù)水平推進(jìn)一個(gè)層次，在高速公路系統(tǒng)中運(yùn)用了各種超先進(jìn)的電子設(shè)備，如今的高速公路機(jī)電系統(tǒng)說(shuō)白了就是一個(gè)不僅功能強(qiáng)大，而且設(shè)備種類繁多的電子系統(tǒng)。但是這些設(shè)備容易受到雷電的損害，導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)行，我們只能通過(guò)科學(xué)合理對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，把裝置雷擊的危害降到最小，方可從真正意義上提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性，從而促進(jìn)高速公路綜合服務(wù)水平的發(fā)展。

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