[基于高速公路机电系统综合防雷接地对策研究] 防雷接地做法大样图

　　【摘 要】本文将简单将结合实际，简单地阐述下防雷接地各自的概念，分析下雷电对高速公路机电设备的危害，如何将雷电灾害带来的影响降至最低，是一个值得探讨的问题。在此，本人将提出相关在高速公路机电系统综合防雷、接地对策措施，仅供大家参考。
　　【关键字】高速公路；机电系统；综合防雷接地；对策研究
　　随着科学技术的不断发展，高速公路的增加的同时，高速公路上的机电系统也是不断的增加了，但是电子设备对电压的耐受力较差，经常会受到雷电的袭击，因此，加强机电设备的防雷接地措施是当务之急。防雷接地实际上是两个不同的概念，一是防雷，防止因雷击而造成损害，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术；二是接地，保证用电设备的正常工作和人身安全而采取的一种用电措施，是一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。
　　一、雷电对高速公路机电设备的危害
　　雷电是一种伴有闪电和雷鸣的雄伟壮观并有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象，同时具有电压高、电流大等特点，很容易对电子设备造成一定的破坏。
　　雷电将会对高速公路机电系统设备造成危害可以分为以下两种：第一，直击雷，它的威力最大的，电流也是巨大的，会在瞬间让地电位使攀高，再加大强大的电位差作用会直接对高速公路机电设备、建筑物造成损害，还会带来人员伤亡；第二，感应雷，这种电流是通过电源线缆、通信线路、卫星天线等多种线路直接侵入到高速公路机电设备房里面，特别是电源电缆，它对感应雷最为突出明显的，会冲击机电设备的弱电电路，导致弱电设备被烧毁的严重危害。
　　二、高速公路机电系统综合防雷对策研究
　　1、直击雷的防护对策
　　高速公路一般都设有收费车道、监控机房、数据反馈屏等建筑物，受环境限制它们长期暴露在空气中，为了防止被直击雷击中所带来的危害，要采取相对应的安全措施，比如利用避雷针、避雷线来作为接闪器，建筑物天花板中的钢筋作为避雷网，用建筑物中的基础梁主钢筋作为防雷引下线将雷电流引入大地，达到对机电设备直击雷的防护。
　　2、感应雷防护对策
　　2.1电源部分
　　为了弱电设备的正常工作，电源逆变系统就会把交流电源转换为机电设备所需要的直流电源系统，但为了更好地避免微电子设备受到感应雷的冲击，最好在逆变器的最前端安装一个隔离变压器，此外在隔离变压器进出电源的两端再加装SPD。电子元件的耐压水平一般是在额定电压2倍，当雷击电压时，保护器就会自动将感应电压控制在700V以下，一个电子设备可以承受的安全电压范围之内。
　　2.2设备接地
　　高速公路的机电设备是保证设备正常安全运行的基础，建立起一个联合接地系统，不仅可以提高机电设备的抗干扰能力，更能促进高速公路监控、收费、指示等功能的安全可靠运行。
　　三、高速公路机电系统综合接地对策研究
　　1、防雷接地
　　高速公路上的建筑物在遭受雷电的袭击后，会对建筑物内部的机电设备造成直击过电压和感应过电流的危害。为了防止此类危害的发生，让雷电能量直接泄入到地面，我们要对装有机电设备的公路建筑物、内部弱电设备、电源线路、网络通信等系统，与防雷接地装置作有效的防雷金属连接。因此，可用综合布线方式，对高速公路机电设备控制机房内弱电系统的综合防雷接地系统。
　　2、交流电源防雷接地
　　变压器是专门为机电设备提供交流电源，它一般都会安装在室外，直接连接于上一级电网。当线路被雷电击中时，雷击感应电流就会通过输电线路向变压器冲击。让变压器中性点直接接地运行的方式，可以有效保证系统变压器和系统机电设备的安全，即使是发生线路雷击事故，也会马上进入跳闸保护中，确保了高速公路机电设备的安全。那些没有安装隔离变压器的机电系统，则可以在弱电设备电源系统和设备供电电源间安装SPD，当雷击电压时，保护器就会自动将感应电压控制在700V以下，一个电子设备可以承受的安全电压范围之内。
　　3、机电设备保护接地
　　机电设备处于工作状态时它是一个带电体，工作中发生受到碰撞，又或者是长时间的工作均有可能导致设备绝缘损害，此时还与设备金属外壳发生直接接触就会在机电设备、人、大地间形成一个电流通路，通过人体流入大地，导致运行人员发生触电危险。防止这类情况的同现，最好的办法就是在机电设备正常运行时对不带电的金属部分通过保护接地装置与大地有效连接。
　　4、直流工作接地
　　电力、电子技术不断发展，计算机、电子集成电路、微电子等电子器件已成为高速公路机电设备的核心。直流电源是弱电系统的工作电压，而弱电设备对电源有一定的要求，当电源有波动时，弱电设备就会受到干扰，严重的话还会烧毁弱电系统中的弱电设备。建立一个联合接地系统，对高速机电弱电设备工作提供有效保障。在高速收费站中，为了统一数据信号，收费车道、监控机房、数据反馈屏等接地系统形成一个联合接地系统，为了保证接地的可靠性，机电设备采用不少于两处的金属4mm-40mm扁钢带有效接地，防止雷击电流泄底后地电位反击冲击机电设备。
　　四、结论
　　为了进一步将高速公路安全和服务水平推进一个层次，在高速公路系统中运用了各种超先进的电子设备，如今的高速公路机电系统说白了就是一个不仅功能强大，而且设备种类繁多的电子系统。但是这些设备容易受到雷电的损害，导致无法正常运行，我们只能通过科学合理对机电设备进行防雷接地系统的设计，把装置雷击的危害降到最小，方可从真正意义上提高机电设备运行的可靠性，从而促进高速公路综合服务水平的发展。
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