柳州高速公路运营有限公司 广西柳州 545000
摘要：机电设备的稳定性与安全性与高速公路的实际运行情况息息相关。在高速公路建设过程中，机电设备建设始终都是最为重要的一个环节。雷电是引发高速公路机电设备故障的主要因素，加强对高速公路机电设备的防雷技术研究具有十分重要的现实意义。结合个人对高速公路机电设备的研究经验，在梳理了相关参考文献的基础上，就高速公路机电设备防雷技术措施展开全方位的研究。
关键词：高速公路；机电；防雷措施
1高速公路机电设备遭遇雷击的严重后果
随着互联网技术、数字化技术、通信技术的发展，收费系统、供电系统、监控系统、通信系统等已经被应用于高速公路中，为高速公路的运行效率提供了有力保障。然而，在实际的操作过程中，机电设备在高速公路系统中的应用也会出现一些问题，尤其遇到雷电天气，机电设备受损情况较为严重，引起火灾、事故的现象偶有发生。
一般情况下，高速公路上的机电设备遇到雷击受损主要来源于感应雷与直击雷。直击雷的电压参数越高，其产生的电流值越强大，因此，机电设备会受到损坏。感应雷是通过雷电带来的电流导入大地产生磁场，而磁场范围内的机电设备就会在雷击的刹那间出现故障。因此，直击雷对机电设备造成的损害更为严重，在实际的防雷处理方面，技术人员往往注重直击雷的防范，而忽略了对感应雷的预防。
2高速公路机电设备防雷技术措施
高速公路是为人们提供交通出行服务的，因此，确保人们的出行安全是高速公路建设的首要重任。高速公路的机电设备运行情况与高速公路的实际运行安全息息相关。所以，切实保证高速公路机电设备的安全运行至关重要。针对造成机电设备故障的主要原因———雷电危害，工作人员在日常工作中应利用先进的防雷技术，强化对高速公路机电系统的保护。可从防雷接地、机电设备防雷处理两方面入手。
2.1防雷接地技术措施
无论是直击雷的防范，还是感应雷的防范，基本防雷工作的开展都必须要将电流或电压第一时间导入大地，这也是进行后续细化工作的重要基础。要想避免雷电危害，必须要构建一个良好的机电设备接地系统，规范相关的操作指标，以达到最为理想的防雷效果。防雷接地方式众多，最具代表性的防雷接地技术主要有以下四种类型:防雷接地、交流工作接地、直流工作接地以及安全保护接地。在实际工作中，具体选择哪种防雷基地技术，还要结合机电设备的实际需求进行妥善选择，如对高速公路收费系统而言，需要连接配电中心、监控中心以及收费站，为了确保地网系统能够呈现出均压等电位状态，可以采用扁钢带为介质进行可靠连接，以避免发生电位反击问题。借助等电位连接的方式，不仅能够提升高速公路机电设备的防雷效果，还能够起到适当放宽接地电阻参数，降低收费系统运行成本的作用。
在交流电路中，变压器是不可或缺的重要组成部分，其在高速公路系统中也同样重要。高速公路机电设备中的变压器，大多安装在室内，与外部电网直接连接。一旦变压器遭受到雷电危害，在强大的感应电流作用下，变压器势必会发生不同程度的损坏，给整个机电系统带来巨大威胁。为了有效降低因变压器损坏而给整个机电系统造成的损失，可实施变压器接地工作。在变压器接地操作过程中，其中心点要直接与大地建立联系，以保证变压器在遭受雷电危害时能够直接跳闸，以实现对变压器本身以及高速公路机电设备的保护。
高速公路机电设备本身属于带电体，极易受到外界因素干扰而削弱自身绝缘效果，造成绝缘层的损坏。一旦机电设备遭遇到雷电的袭击，极有可能在人、设备以及大地三者之间构成一个电流通路，造成触电等重大的安全事故。
为了避免这种危险，应将机电设备的不带电部分实施接地保护，依靠接地装置将泄露电流引入大地中，以避免触电事故的发生。
2.2机电设备防雷技术措施
2.2.1视频监控系统的防雷技术及对策
对于高速公路的视频监控系统应用防雷技术主要是安装防雷器对外界突然出现的尖峰雷电干扰在极短时间内进行导通分流，进而防止浪涌对相应设备产生损害。通常情况下，高速公路会结合道路的具体情况对各种不同监控设备设置实施相应的防雷处理，对每台监控设备的信号线、电源线安装相应的防雷器，防雷器要安装在监控设备外壳上，也可以直接接地。在监控系统当中，根据道路监控及收费站监控系统的前段、传输、终端三部分组成情况，设计应用基本相同的防雷技术，道路交通监控系统是要对前端和传输两个部分进行防雷保护，应用接地防雷技术：在前端的摄像机和云台立杆顶部分别安装避雷针，设计的避雷针长度大约是2m，其顶端设计成尖形，引线应用的是25mm2接地铜线，进行和接地系统连接。各个监控点进行独立地网设计，对于土壤电阻率较大的地区，设计应用接地模块及接地体联合应用，进而确保接地电阻要不大于4Ω。设备防雷技术的应用是根据摄像机输出相应的视频信号，在传入传输设备中安装相应的视频防雷器，利用视频防雷器进行视频信号输入进入传输设备，进而实现防雷效果;摄像机电源及控制信号所应用的防雷技术同样是进行安装防雷器，其安装连接方式是串联方式，是在电源线的输入端安装电源防雷器，在控制信号线的输入端安装信号防雷器，然后把相应信号输入进入到上端的摄像机中。这样的设计和安装能够对雷击电流进行阻止，避免其进入到摄像机的视频线、电源线及控制线当中，防止对整个摄像机的监控网络产生影响和破坏。
2.2.2公路收费车道的防雷技术和方法
高速公路收费车道设备的防雷通常应用的是接地防雷技术，以达到雷电电流的分流，保证高速公路整体通行安全。收费车道通常有入口发卡、出口收费、ETC等不同车道。对于收费车道进行的防雷技术应用的接地处理方式：收费车道设备的防雷处理应用的是综合接地方式，进行的技术设计是每个车道都设置接地排，并把这些每接地排接入到综合接地网当中，实施综合接地，要求接地电阻值一定不大于1Ω，每个车道的电源地端要接入到接地排中，收费岛的设备金属外壳也一定要接入到接地排，比如发卡机、栏杆机、雾灯、广场机柜、工控机、雨棚信号灯等各设备。而对于机电设备实施的防雷技术以防雷器应用为主：先进行收费车道电源的防雷处理，收费车道总电源的输入是UPS室进行输出进入到车道，在UPS输入进入车道时先设置电源防雷器，接着输入进入总空开，再进行分配进入到各个车道空开，然后输入进入相应车道，在每个车道的UPS输入端也要进行安装电源防雷器。对于机电设备信号应用的防雷技术在串口或者并口位置安装信号防雷器、光电耦合器等，在信号传输线路中安装串联信号防雷器，也或者安装防浪涌保护器等方式进行设备防雷保护，对产生的瞬间电压、电流干扰和分流，防止遭到雷击。
结束语
综上所述，随着科学信息技术的发展，高速公路普遍应用信息及机电技术，因为高速公路的本身的特点，很容易受到雷电影响。所以，对于高速公路机电设备的防雷技术，要进行高度重视，并合理应用，进而有效保护高速公路机电设备，更好地提高高速公路机电设备运行和工作稳定性，保证高速公路运行、人身、财产等安全，促进高速公路系统稳定持续发展。
参考文献
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