高速路雷灾调研与防御范文

作者：张红燕周英明周新肖学胜单位：荆州市气象局

目前高速公路防雷存在的问题

由于高速公路工程量大，施工难度大，而且防雷又未做统一的安排和部署，全是各分包单位在完成，不是防雷专业的统一设计、施工和监理，目前高速公路的防雷工作在防雷区的划分、防雷工程设计、施工都成在严重的不足，主要表现在：①接地系统不合理，有的接地电阻未能达到国家规定的标准，有的收费亭，各种金属设施、支架、棚体，设备的接地没有进行等电位的连接，容易产生电位差，造成设备损坏或人员的损伤；②供电系统的电涌保护器配置的不合理、安装不科学，达不到保护的作用；③在布线方面不合理，在电源线、信号线、地线的线距的布设上未能达到规定的标准，容易产生电磁感应，造成二次雷击；④重要设备的机房和进入机房的金属线未能作好屏蔽措施，极容易产生感应雷，造成设备的损坏；⑤防直接雷的措施不够健全，有的达不到规定保护范围，也有的长期暴露在外，年久失修，已经起不到保护的作用；⑥防雷设施的用材也有很多不规范的地方，这些都为防雷工作带来安全的隐患。

高速公路防雷措施的探讨

1预防直击雷措施

高速公路很多的建筑物地理位置都比较空旷，有的就在荒郊野外，遭受雷击的频率较高，有的是24h都有人值班。高速公路休息室服务站是人员密集的场所，收费所和办公楼内都装有机电设备、微电子设备，因此按国家防雷规范《建筑物防雷设计规范》GB50057－94的规定，都必须采取防直击雷措施．一般防直击雷措施都采取避雷针和避雷带相结合的方式，既采用ф8mm的圆钢做成避雷带，以房屋的主钢筋相连，用房屋的地基做地极，形成一个大的接地网。由于许多的办公楼上都装有卫星天线等通信设备，因此还必须加装避雷针，避雷针的高度要高于天线等通信设备。

2预防感应雷措施

2.1供电系统的防雷

电源系统的防雷可根据不同的场所、不同的需要和仪器的精密程度来设计SPD型号，在电源的保护上也可根据设备的重要程度和耐压程度来选择电源的几级防护。

（1）电源的第一级防护：在配电室低压输出处安装第一级电源保护器。

（2）电源的第二级防护：在监控机房，计算机总机房等的电源配电箱处安装电源避雷器作为二级防护，防止较强雷电流的冲击，削减大部分雷击电流能量，保护整体电器系统的基本安全。

（3）电源的三级防护：由于第一、二级的避雷器在强大的雷电流的冲击下，会产生较高的残余的电压，对后一级的一些较敏感的，较脆弱的设备来说，仍有很大的危险，第三级的作用就是为了降低前一、二级避雷器在泄流的过程中所产生的残压和防止后端线路的二次感应雷电流，保护电气回路中所产生的过高浪涌过电压，确保重要区域的电子设备的安全，收费站、监控室、通信机房等是整个系统的核心，雷电的防护更为重要，以上的设备电源的进线端都应安装上第三级电源避雷器。

（4）电源的第四级防护：第四级保护作用是防止过电流和浪涌电压对重要精密设备造成的损害而采取的精细保护措施，对重要设备所进行的重点保护，比如集线器、转换器、交换机、服务器等设备的电源进线前分别加装第四级电源保护器。

2.2电源避雷器的配置

第一级保护使用雷电通流量≥100KA或≥60KA的电源避雷器SPD1，安装在总配电柜上，作为第一级防护。在各重要用电区域和各个机房的分配电箱上安装一套雷电通流量＝40KA的电源避雷器SPD2，作为第二级电源保护。在UPS前安装一套雷电通流量＝20KA单相电源避雷器SPD3，作为电源的三级防护。

在UPS后或精密设备前和收费亭的配电箱处安装一套雷电通流量在20KA－10KA的单相电源避雷器或通流量在10KA电源避雷插座SPD4，作为第四级电源防护。在摄像头头部低压直流供电线路两端各安装一只雷电通流量≥5KA的低压浪涌保护器SPD4，以保护低压直流供电线路安全。

2．3视频信号传输线路的雷击防护措施

在摄像机的视频输出端到监控室设备的视频输入端应安装视频信号避雷器各一只，以保护摄像头及相关的设备。各个避雷器应就近做好接地，综合接地要求小于1．0欧姆。

采取屏蔽的措施，实施等电位连接

利用建筑物的结构主钢筋，圈梁作可靠的电器连接，并组成等电位的连接网络，与金属门窗、金属框架等较大的金属构件相连，与共用接地系统连接，行成“法拉第笼”。

对安装有电子信息系统的建筑物要利用房屋结构的钢筋做成等电位的连接，形成良好的屏蔽效果，在机房内还要敷设闭合等电位连接网，将室内所有的机柜、机架、机壳、防静电地板、天花板的金属构件作可靠的接地，进一步减少雷电电磁脉冲的危害。

所有的暴露于室外的供电电缆，信号线都要采取屏蔽措施，可使用屏蔽电缆线，可穿金属管，保持全线贯通，埋地敷设，并重复接地。但电源线和信号线不能同穿一个金属管，必须符合综合布线的有关规定。

建设良好的接地系统

无论是避雷针还是避雷器都离不开接地系统，所有的防雷措施都要通过地线系统将雷电流泄入大地，因此良好的接地系统是做好防雷工作的重要的方面。从目前的状况分析，最好的接地系统就是利用建筑物的基础作为接地极，并与路面的钢筋网相连，形成一个大的自然接地体，这样不仅有效地节约成本，还能够把接地的阻值降到最小，达到泄流的最佳效果。在自然接地体达不到规范要求时，可增加人工接地体。

总之，高速公路的防雷工程是一个复杂系统工程，需要综合的全面的设计，合理的施工，以达到更好的防雷效果。这还有待于高速公路的管理部门和防雷单位的共同努力。