霍樹明

摘 要 大自然千變?nèi)f化，很多自然現(xiàn)象不受人類控制，雷電便是其中之一，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，建筑設(shè)備設(shè)施如雨后春筍，層出不窮，如果這些設(shè)備設(shè)施都沒有適當(dāng)?shù)姆览状胧瑒?shì)必會(huì)遭受破壞，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，很多設(shè)備設(shè)施都采取了防雷技術(shù)，高速公路也不例外。由于高速公路系統(tǒng)龐大、復(fù)雜，設(shè)備設(shè)施眾多，很多設(shè)施都屬于電子系統(tǒng)，一旦遭受破壞，會(huì)給高速公路正常的運(yùn)營(yíng)帶來不便，也會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，防雷接地技術(shù)能夠有效的避免雷擊，這一技術(shù)如何更好地應(yīng)用于高速公路機(jī)電系統(tǒng)值得深入研究與探討。

關(guān)鍵詞 高速公路；防雷；接地技術(shù)；機(jī)電系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）04-0066-01

如果高速公路一些設(shè)備設(shè)施沒有很好的接地系統(tǒng)和防雷設(shè)施，不但建筑設(shè)施會(huì)遭受雷擊破壞，如果接地不良，還有可能將雷引入室內(nèi)，造成人員傷亡，而且有可能產(chǎn)生雷電電磁脈沖，會(huì)使電子設(shè)備產(chǎn)生電感性、電容性耦合干擾，使電子設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給整個(gè)高速公路運(yùn)營(yíng)帶來不便，而防雷接地可以分流直擊雷并釋放雷電電磁干擾能量，它還可以將已納入防雷系統(tǒng)的閃電能量釋放入大地。雷電接地技術(shù)不但可以保護(hù)高速公路的建筑設(shè)施，也保證了電子設(shè)備和人員安全。

1 高速公路機(jī)電防雷接地技術(shù)概述

防雷接地技術(shù)中接地是很重要的一部分，接地系統(tǒng)良好，不但保證設(shè)施設(shè)備的安全，也保證了人員安全。一般來說，防雷接地技術(shù)包括工作接地、保護(hù)接地、重復(fù)接地、直流工作接地和防雷接地五個(gè)方面，具體闡述如下。

1）在任何情況下，無論是工作中還是事故發(fā)生時(shí)，供電系統(tǒng)利用變壓器的中性點(diǎn)直接和地面相接，這就是工作接地。工作接地不但能夠保證電器設(shè)備的正常運(yùn)行，降低人體接觸的電量，在發(fā)生事故時(shí)，還可以自動(dòng)切除故障設(shè)備和線路，降低電器設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。

2）在電器設(shè)備可以正常工作的前提下，把不帶電的金屬部分與接地體進(jìn)行金屬連接，這就是保護(hù)接地。沒有進(jìn)行保護(hù)接地的電器設(shè)備，如果設(shè)備某處發(fā)生絕緣損壞，設(shè)備的整個(gè)外部就會(huì)帶電，而且大地和線路之間存在電容，人體如果觸碰到絕緣損壞并且?guī)щ姷脑O(shè)備外部，電流會(huì)流入人體，從而形成通路，也就是說我們常說的“觸電”，會(huì)造成人員傷亡。與此相反，如果將電器設(shè)備進(jìn)行了保護(hù)接地，那么接地電流會(huì)通過人體流過的同時(shí)也會(huì)通過接地體流過，接地電阻越大流過人體的電流越大，接地電阻越小流過人體的電流越小，如果接地電阻極小，那么人體就不會(huì)觸電，也不會(huì)危及人身安全。

3）將零線上的多點(diǎn)和大地進(jìn)行重復(fù)性的金屬連接，這就是重復(fù)接地。重復(fù)接地的優(yōu)勢(shì)是在中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中出現(xiàn)碰殼和接地短路這樣的情形時(shí)，只要降低對(duì)地電壓，就算是當(dāng)時(shí)零線斷裂，由于故障造成的危害也會(huì)得到有效控制，危害不會(huì)太大，損失也不嚴(yán)重。

4）微電子設(shè)備基本上采用的都是中、大規(guī)模集成電路，包括計(jì)算機(jī)，如果工作時(shí)采用較低的直流電壓，僅用一個(gè)接地裝置，把所有設(shè)備的零電位點(diǎn)與之相接，這樣同一個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和微電子設(shè)備的工作電路就有相同的電位參考點(diǎn)，這樣的電路電位穩(wěn)定，也有效的阻隔了外在干擾。用一個(gè)接地裝置與所有設(shè)備的零電位點(diǎn)相接之后，進(jìn)行交換或者通信時(shí)，模擬量和電位量都有一樣的電位參考點(diǎn)，這樣的設(shè)置都利于準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理和信號(hào)傳遞。

5）防雷接地裝置的目的就是把雷電電流引入大地。避雷針、線、網(wǎng)、接地體引下線和引入線、接地體、接地匯集線等構(gòu)成了防雷接地裝置。將所有高速公路設(shè)施設(shè)備、線路、網(wǎng)絡(luò)、水管道和氣管道等不帶電的金屬部分與防雷接地裝置進(jìn)行金屬連接，從而有效避免建筑物及電子設(shè)備設(shè)施遭受雷擊，減少相應(yīng)損失。

2 高速公路機(jī)電防雷接地技術(shù)要求分析

高速公路機(jī)電防雷接地技術(shù)的要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）嚴(yán)格貫徹并執(zhí)行防雷接地技術(shù)的相關(guān)規(guī)定。一般來說，制作接地體時(shí)，角鐵要求為39.9 mm×39.9 mm，每根長(zhǎng)2.49 m，角鐵與角鐵之間是約4.9 m間距，將角鐵垂直打入地下，頂部和地面之間距離大概是0.49 m，最后，頂部用大約39.9 mm×39.9 mm的扁鐵全部焊接起來，這便是一個(gè)接地系統(tǒng)。

2）采取等電位連接。為了構(gòu)建一個(gè)合理的電位連接網(wǎng)絡(luò)，需充分利用工程本身所有可利用的資源，如設(shè)備所在建筑的金屬構(gòu)架、金屬管道等，采取等電位連接時(shí)，電子設(shè)備本身的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、計(jì)算機(jī)直流地、安全保護(hù)地、屏蔽線外層及各種電壓保護(hù)器接地端等均應(yīng)以最短的距離就近與之相連接，進(jìn)行等電位連接有利于設(shè)備設(shè)施不受損壞和工作人員的人身安全。

3）電子設(shè)備接地所設(shè)位置和強(qiáng)電設(shè)備接地所設(shè)位置不能在同一位置，要分開設(shè)置。理論上講，兩者之間至少需要相隔14.9 m以上的距離。如果為了抑制干擾，將電子設(shè)備接地與強(qiáng)電設(shè)備接地設(shè)在不同位置是有利于抑制干擾的。從工程角度出發(fā)，有些時(shí)候電子設(shè)備和強(qiáng)電設(shè)備可以共用接地。因?yàn)橛行┨厥獾膱?chǎng)地兩者之前需要相隔14.9 m的距離是有一定難度的。共用接地需要考慮一些其他因素，如是否有很大的強(qiáng)電設(shè)備地上干擾，大電流設(shè)備是否會(huì)頻繁的啟停，是否有足夠小的強(qiáng)電設(shè)備接地電阻等。

由于我國高速公路大多有很多收費(fèi)機(jī)電設(shè)施設(shè)備，大多工作人員都在收費(fèi)亭內(nèi)作業(yè)，而收費(fèi)亭大多都處于露天收費(fèi)網(wǎng)架下，為了保護(hù)這些工作人員的人身安全，需要在收費(fèi)亭內(nèi)加設(shè)防靜電地板。

4）由于高速公路地理環(huán)境不盡相同，要因地制宜的選擇合適的接地環(huán)境，因?yàn)榻拥丨h(huán)境對(duì)接地系統(tǒng)的防雷效果有很大影響，接地阻值要很低才會(huì)不影響人身和設(shè)備設(shè)施的安全。地網(wǎng)的形狀如果良好，那么在基礎(chǔ)澆筑時(shí)，需將接地極與基礎(chǔ)本身的配筋進(jìn)行很好的焊接，如地形環(huán)境差，需要考慮當(dāng)?shù)氐匦螌?duì)接地設(shè)置的影響，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工，如地形和含水情況等都要考慮在內(nèi)。

3 結(jié)束語

為了高速公路設(shè)備設(shè)施和工作人員安全性考慮，都應(yīng)該在各自所轄高速公路范圍內(nèi)為所有設(shè)備設(shè)施安裝防雷接地裝置，根據(jù)不同的地質(zhì)情況和設(shè)備情況因地制宜的進(jìn)行接地，對(duì)已發(fā)生的設(shè)施設(shè)備雷擊情況進(jìn)行分析，分析防雷接地裝置設(shè)置問題，采取相應(yīng)措施進(jìn)行改進(jìn)。總之，高速公路機(jī)電防雷接地技術(shù)的運(yùn)用，有利于保證高速公路工作人員的人身安全，可以避免高速公路設(shè)備設(shè)施遭受雷電打擊，減少相應(yīng)情況造成的經(jīng)濟(jì)損失。

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