公路機電設備的防雷分析

公路機電設備的防雷分析

　　在公路機電系統中設置防雷裝置，可以有效的避免雷電災害，保障機電設備的正常工作。但是由于防雷裝置的壽命限制，一些裝置已經處于高齡階段，裝置失效的情況常常發生，從而導致機電系統遭受雷擊損害。下面是小編搜集整理的公路機電設備的防雷分析的論文范文，歡迎大家閱讀參考。

　　摘要：基于機電技術、控制技術、通訊技術的廣泛應用，機電系統控制也逐步采用由控制機IPC或可編程控器PLC組成的集數據采集、過程控制和信息傳送于一體的監控。由于這些設備大量采用高度集成化的CMOS電路和CPU單元，其對瞬態過電壓的承受能力十分脆弱，成為機電區易受雷電損害的主要設備。實驗結果表明：自動化系統采取有效的保護措施非常必要。對公路機電設備避雷接地方面存在的不足進行深入分析，并提出切實可行的解決方案。

　　關鍵詞：公路;機電設備改進;機電防雷措施

　　引言

　　當前，我國的公路總里程數位居世界第一，國家為了繁榮經濟的需要也在不斷地增加公路的建設，各種各樣的機電設備被應用于公路上，但是由于機電設備一般沒有較強的絕緣性，所以很容易遭受到雷擊而毀壞。不僅如此，國內對公路機電設備的防雷措施也研究得不夠透徹，導致沒有行之有效的防雷手段，致使公路機電設備受到雷擊后而毀壞，甚至會導致整個系統的崩潰�；�于這一背景，筆者對國內公路防雷接地中存在的問題進行深入的分析，分析傳統接地方式的不足以及對應的措施。

　　一、國內公路機電設備防雷接地存在的不足

　　國內社會經濟在不斷的發展，形式多樣的設備被應用到公路機電工程里，設備對防雷的要求也越來越高，運用正確的接地方式是保護好這些設備的基礎，不可避免的，土壤的導電率又嚴重制約著接地的效果[1]。國內大部分建設公路的土壤的電導率都達不到防雷接地的標準要求，同時對公路機電設備的防雷措施對土壤的改良很不重視。如果使用普通的辦法進行防雷措施的施工難度也很大，花費也高，致使在進行公路機電設備的防雷施工時操作沒有按照規章制度嚴格執行，同時地方對其的管理也流于形式，所以雷擊中機電設備的情況在公路上極為常見。所以，對于土壤電導率較高的區域要進行科學有效的調整，根據情況的不同采取不同的整改手段，讓土壤的電導率達到公路施工建設的標準，有效地避免浪費工程成本的現象。

　　二、降低接地電阻的方法

　　2.1深埋法

　　由于土壤在公路施工路段一般都沒有達到標準的電阻率，對于防雷接地施工來講是不合適的，要是進行普通的施工不僅拉長工期、難度大還導致成本增加，所以需要將其深埋地下，這種辦法對機電設備避雷的作用是顯著的，同時還不用考慮土壤的干燥程度是否對土壤的避雷效果造成影響。

　　2.2深井接地法

　　公路施工路段土壤土質達不到避雷設備的要求，并且不適宜進行深埋法作業的時候，就需要用到深井接地法[2]。該方法主要是通過鉆機在地上鉆孔，然后在孔內打進鋼管，并向鋼管內澆筑適宜電阻率的混凝土或泥漿。

　　2.3換土法

　　不難理解，這種辦法的核心就是換土。該方法是通過用低電阻率的土和高電阻率的土進行交換，根據當地的經濟條件以及土壤地質，對土壤進行更換的時候可以隨用隨買，盡可能地降低對土壤的破壞。

　　2.4污水引入法

　　如果遇到施工地段比較特別，以上三種辦法都不適宜使用的時候，污水引入法就可派上用場。這種辦法的核心就是使用沒有腐蝕性的污水接引導線埋入土壤里面，以達到減小土壤電阻率的目的。

　　2.5人工處理法

　　這種辦法是通過人為的在接地附近加入一些電阻率較小的絕緣材料，按照要求需要不易流動、物理性能好、具有較強的吸收水分的能力，同時還必須具有較強的抗腐蝕能力[3]。一般情況下，人為的降低電阻的辦法是使用一些鹽類，例如硫酸鎂，碳酸氫鈉等，這些措施的使用可以有效地降低施工地點的電阻率，但是缺點也很明顯：不持久、易流失，因此使用的并不是太廣泛。

　　2.6降阻劑法

　　這種辦法是把降阻劑灌注到接地上，這對降阻劑的要去比較嚴格，能作為降阻劑使用的材料一般電阻率都不會超過幾歐姆，使用降阻劑的時候要將其放置在接地附近，并和接地體緊緊地貼在一起。

　　2.7非金屬接地法

　　上面介紹的接地方法當遇到較高地勢、砂石層加厚、地下水位較低的公路施工時往往會失去避雷作用，由于對接地體加深又會增加工程量，使用降阻劑的則會因為其時效性而需要經常更換，無形中增加了公路的維護費用。所以，非金屬接地法是最明智的選擇。經過國內建設單位的實踐，這七種降低接地電阻的方法都可以有效地解決公路電阻率較高的土壤問題，同時效果非常的理想[4]。但是究竟選用何種方法就需要施工技術人員對施工現場的土壤和地貌有所把握后再做決定，而不是絕對的使用任何一種辦法，應該因地制宜，靈活運用。不可以一味的不辨區域、地點的使用一種接地方法。

　　三、合理接地的方法

　　建筑物一般情況下都會使用避雷針或者其他設備，他們的接地行為除了進行建筑物內部鋼筋結構接地外，有的還要進行鋪設引線構筑接地網。要是只是運用一種接地方式，可能不會起到良好的避雷效果。目前，國內對配電體系以及強電設備的接地方法已經非常了解，配電技術也比較的成熟，所以使用得也比較廣泛，還沒有出現差錯，在此不再討論[5]。自動控制的計算機系統是一個比較特殊的體系，主要包括：體系接地的安全保護方式、安全的接地、直流電接地、聯合接地等。由于其特殊性，所以就應該使用特殊的接地措施。

　　四、系統防雷接地方案

　　這種辦法比較適用于山區的公路，因為在山區不僅電力線路錯綜復雜，地質地貌也波瀾起伏，因此比較容易被雷擊中。同時在這種地區沒有重視公路機電設備的防雷問題，所以就這些情況進行阻攔、屏蔽、隔離光電、均衡攤壓等綜合措施積極地防護公路機電設備避免被雷電擊中，從而達到較好的保護機電設備的效果。

　　4.1聯合接地

　　當前，收費站附近、辦公區附近的接地體系一般都是由施工單位負責建造的，所以導致了機電系統和公路機電系統沒有形成暢通的連接。要是條件比較好的話，最合適的辦法就是把建筑設備和機電設備系統地聯合在一個系統之中。如果建筑系統和機電系統使用聯合接地的方法時，一般自然接地的方式使用得比較多[6]。如果自然界滿足下面幾個條件，就可以在該地區使用。應注意建筑系統和電氣通路一定要連接，形成有效的閉合回路，回路和地面的距離大于0.7m，如果這樣的話就沒有必要再另行設置人工接地。

　　4.2攔截方案

　　對于收費站、電腦房等的攔截要求要嚴格地遵守建筑物避雷規范的要求進行，這個接閃器和引線要分布均勻，這樣才能有效地把閃電電流引入地下。在外面裸露的設備要安裝避雷針，同時還要完善地設計避雷系統。

　　4.3均壓和分流

　　收費站的機房、一些金屬管道、電線電纜等金屬結構，要對電氣設施接到保護裝置上。導致電子系統設備毀壞的主要因素是雷電感應后出現的過電壓。為了避免設備免受過電壓的損害，機電設備在電纜電線上加入避雷設施或者是保護裝置。

　　4.4隔離光電

　　最近幾年，國內光電設備的價格一直呈下降趨勢，所以在條件適合的情況下要傾向于選擇光設備，例如收費站到機房的收費數據的傳輸等就可以利用光纖來完成，這樣可以有效地防止電波的入侵。

　　5結語

　　由于國內建設公路的環境比較復雜，因此普通的接地方式可能不適應所有的環境，可能要進行降低電阻率的操作。本文對主要的降低電阻率方法進行了介紹，并對系統防雷接地方案進行論述，要進行深入的對公路機電設備防雷措施的研究，為保護公路正常的運行保駕護航，為國家經濟的繁榮守護好大動脈。

　　參考文獻：

　　[1]林映忠.高速公路機電設備防雷接地系統淺析[J].城市建設理論研究：電子版，2012(17).

　　[2]劉明，劉曉東，徐學文，等.高速公路機電系統的雷電防護探討[J].內蒙古氣象，2009(1)：44-46.

　　[3]趙洋楊.探討高速公路機電通信系統新技術[J].城市建設理論研究，2013，8(3)：151-152.

　　[4]魏曉葵.高速公路收費站機電設備防雷方案[J].中國交通信息產業，2009(2)：106-107.

　　[5]董明華.深度探討高速公路機電通信系統的組成與架構[J].科技資訊，2010，25(14)：78-79.張長偉.許平南高速公路收費站機電設備防雷方案[J].

　　[6]技術與市場，2013(9)：79-80.

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