文档介绍：高速公路机电系统的防雷技术
高速公路机电系统的防雷技术
摘要:高速公路机电系统是指高速公路上集照明、监控、收费、通信等为一体的功能强大的电器电子系统。本文章旨在通过对雷击种类及特点、防雷体系的分析, 并结合现代防雷技术,对雷击的形成原因和防治技术进行研究,提出在高速公路机电系统设计中防雷设计应包含的内容和做法。
关键词:高速公路,机电设备,防雷技术
中图分类号:U416文献标识码: A
引言:伴随着社会的进步,科学技术的发展,电子计算机技术、微波通信技术得到充分发展与利用。电子计算机技术与微波通信技术的迅速发展,使得机电系统设备在我国高速公路上得到迅速的普及和应用。虽然机电系统设备在高速公路上的应用给工作人员以及出行者提供了便利,但是高速公路机电系统遭受雷击的事件却频繁发生。当机电系统遭遇雷击时,系统不能正常运行,全部系统功能尽失,系统丧失部分功能,收费、通信、监控系统无法正常运行,给交通安全带来极大隐患,更有可能造成严重的经济损失。高速公路机电系统的特点是点多、面广、线长,既有强电设备,又有大量的监控、通信、传感等弱点设备,外场设备遍布全路段,旷野区域往往有突出的设备点,这些都是易遭雷击或雷电感应的薄弱点。要消除高速公路机电系统雷害,主要应从技术方面着手,采用先进的防雷设备以及防雷体系,减少雷击隐患。
1、雷击的种类及对高速公路的危害
雷电是雷云层接近大地时,由于热空气与冷空气摩擦形成带电荷水滴,并于正负电荷达到限值时,出现云团之间、云团对大地的放电现象。这类常见自然现象已被国际电工委员会列为电子时代第一公害。就危害性来考虑,雷电灾害可初步分为直击雷、感应雷与球形雷3种。雷击事故分为直接雷击事故和感应雷电事故两类,直击雷电事故主要有: 雷电的热效应、雷电的电效应、雷电的电动力效应造成物体的危险。感应雷危险虽然没有直击雷危险那么猛烈, 但它发生的机率比直击雷高的多, 因为直接雷击通常是指落地雷, 指雷云对大地某一物体的放电造成物体的击毁、人畜的死伤。而感应雷是一次雷击之后, 在某一个较大的范围内产成电磁感应雷或静电感应雷, 通称雷电浪涌现象, 这种浪涌可以通过电力线、电话线、导电金属管、信息线路等传播到数公里远, 使雷害范围扩大。而对高速公路机电设备构成雷击威胁的主要是直击雷与感应雷。前者是指雷电产生时的巨大电流,由于地电位的骤升形成巨大的电位差作用,造成机电设备和建筑物的损毁,严重时或防护不当会造成人员伤亡。后者即感应雷、雷击电磁脉冲,主要是通过电源供电线路、天馈线以及信号数据传输线等侵入通道叠加于线路信号之上,由此形成的瞬间高电压脉冲极易造成弱电机电设备及微电子元件的损坏,很容易酿成严重事故。因此,在机电设备防雷工程应将感应雷作为防范重点予以落实,从雷击的各侵入口着手准备,由外围将雷击电压、电流引导入地,最大限度地保护电子设备。如收费站广场、收费亭及监控机房等处的综合防雷,还应完善好电位连接与共用接地系统。
2、高速公路机电系统防雷设计
由于人类对环境的破坏以及自然环境的多变,雷雨天气十分常见,特别是春夏季是雷电高发期。而高速公路机电系统又直接作用于高速公路上,属于露天作业,容易受到雷电的击害。所以速公路机电系统的防雷设计主要有接地系统防雷、信号防雷和场区机电设备房防雷三个体系。
第一,接地系统防雷。众所周