阐述高速公路隧道电气设备防雷及避雷的应用.doc

1、阐述高速公路隧道电气设备防雷及避雷的应用【摘要】近年来，频繁的雷击已造成危害隧道的监控系统，通信系统，计算机系统以及室外情报板等电气设备，因此，对高速公路隧道及建筑物的防雷避雷工作刻不容缓，若不采取妥善的预防工作，将会给隧道及其配套设施带来重大的经济损失。雷电对电气设备地危害是极大的，只有做好防雷避雷措施才可以将受到雷击而引发的电气设备损失降到最低。防雷避雷工作已经得到各界人士越来越多的关注。本文主要分析了雷击对电气设备产生的影响以及如何进行防雷避雷的开展，目的就是为了可以更好的保护高速公路隧道电气设备的安全。 【关键词】高速公路隧道电气设备防雷 避雷应用 中图分类号：U412.36+6 文献

2、标识码：A 文章编号： 一前言 高速公路机电系统的特点是点多、面广、线长,既有强电没备,又有大量的监控、通信、传感等弱电设备,外场设备遍布全路段,旷野区域往往有突出的设备点,控制线路可以通过远距离传输。修建在高山峻岭中的公路隧道，部分属于雷击的多发地区，若不采取妥善的预防措施，将会给隧道及其配套设施带来重大的经济损失。为此结合高速公路的实际情况，探讨公路隧道电气设备的防雷及避雷问题，提出针对性的措施。 面对新的防雷形势，若仍采用旧的防雷观念或技术必将导致更大的灾祸和损失。因此，防雷工程技术需要一个大转变、大提高，必须要从系统的角度进行综合防御，全面的防雷就是要提供高效的接闪体，安全引导雷电流入

3、地，完善低电阻地网，清除地面回路，电源浪涌冲击防护，信号及数据线瞬变防护。在采用新的防雷技术手段上，要遵重科学，遵守防雷规范，也要重视继承长期以来建立的防雷体系和防雷经验，并在实践中合理应用与发展。雷电的发生具有很大的随机性，不同的地方所处环境的雷电频繁程度和强烈程度不同，设备本身价值也有很大差异，所以在防雷设施的配置上不能一概而论，一定要从实际出发，坚持合理性、经济性、灵活性，因地制宜，避免不必要的浪费。 二高速公路防雷技术的发展历程 高速公路防雷技术的发展是与高科技的迅猛发展紧密相关的。自富兰克林发明避雷针后的 200 年时间里，防雷工程主要是建筑和电气系统关注的重点，技术也日趋成熟。目前

4、，雷灾增多的原因并不是自然界的雷电现象发生变异，而是由于电器设备的普遍应用，新设备的技术和结构与过去电子管设备有了很大区别，雷电在过去想不到也看不到的物理效应在新器件、新产品上发生作用。随着电气设备地广泛应用，雷电对设备的破坏途径更加多样，破坏程度更加广泛和深入，它可以导致数据信号发生错乱，也可能导致芯片的直接损坏，使设备立即发生故障，中断通信。还有一种可能，雷击产生高压浪涌仅使某些部件缓慢劣化而缩短使用寿命，这种损伤会使设备经常产生难以捉摸的软故障直到最后电路失效或性能下降。 电气设备受到损害时最大的一个导火索就是雷电对它的直接击打。实践表明该系统受到雷电感应伤害的几率要远远高于直接被雷电击

5、中，这是因为雷电效应还包括一定距离的电磁干扰效应，雷击产生的效应领域高达几百米。雷电效应产生了两种感应，一种是静电效应，另外一种则是电磁效应，这两种效应对附近居民的室外信号输送通道、地下电线收到强度电压的感应而损坏。 三高速公路隧道电气设备防雷避雷的对策 需要明确之所以要采取措施防止电气设备被雷电直接击中，最主要的一个原因就是当雷电击中电气设备时就会产生一股很强大雷电流，如果当初没有做好任何预防雷电直击的措施，就会因为电压强大而出现不规格覆盖最终引发一部分的高电压反弹回击，其结果就会是电气设备的毁坏，相关工作人员受到伤害。也可能因为被强大的雷电流直接击中，电气设备的电压会上升到上万伏，经由电力

6、系统以及各个电气设备的接触点反射到以外的范围，在一定层面上会是的某些电网以及通讯设备上的设施受到损坏。 任何含有电气设备的都需要装置一定的防雷电设施，依照国家的相关规定，高速公路隧道电气设备需要备有避雷针、引下线或者与地面相连接的电阻，如果高速公路隧道电气设备没有这些就必须进行重新整治。如此一来可以降低该高速公路隧道电气设备被雷电击中的几率，减少由于受到雷电流的电磁波、电压干扰对电气设备的不良效应。 电气设备收到高强度的电磁场影响，使得这些电气信息设备损坏的几率急剧上升。但是如果现在底层的中间位置就可以受到一定程度的庇护，收到的磁场相对于顶层会相对比较薄弱，还可以利于电气设备的进行保护。 四

7、预防受到雷电感应的相关对策 1 .采用适合的电缆。 为了可以最大限度的降低收到电磁效应以及静电效应的影响，电气设备需要选择一些含有金属保护层的线缆或者是有塑料包装的线缆通过金属类型的管道进线，直接压在地面地下。在进线的初始端将这些线缆的金属皮连接到预防雷电的效应接地设备上。依照这种方式其他的通讯线缆也一样进线，即使有一些不能全部把线埋入地下，也要保证直接埋在地下的线长度大于等于二米。 2 .金属管道需要与防雷设施相通。 将金属通道先架空，然后在进出口处与各个防雷设备相连接。 3. 选择适合的浪涌保护设备并正确安装。 在进行电子信号线路的浪涌保护设备选择时，需要依照该线路的实际工作频率、工作电压

8、参数、接口方式等等各方面条件，择优选择损耗小、配置优良的浪涌保护器。在安装浪涌保护装置时需要特别注意一个地方，就是需要被保护的电源线缆各个前端，每个装置相互连接的线缆应该是平整的，长度不可以超过 0.5 米。 五隧道电气设备防雷工程设计与应用 该隧道监控系统设备屡遭雷击损坏从损坏的电气设备分析，都是弱电部分的接电路或电源电路而且无严重烧焦及机械性破坏，推断应是受到雷电电磁脉冲的冲击影响所致。根据我国有关规定采取屏蔽、泄放、消峰、分流、均压等电位联接的原理进行防雷工程的综合设计和改进。 1接地系统及措施。接地是防雷的基础接地系统的设计与施下直接影响防雷的效果。只有良好的接地才能为入侵的雷电流提供

9、畅顺的入地泄放通道同时才能使屏蔽效果得到保障。该隧道建在花岗岩石之中洞内无法利用基础钢筋作接地体只能在电缆沟底部建造接地装置。为了减小接地电阻可采用复合接地体。即水平接地体和垂直接地体相结合的方式并在接地极周围填充长效降阻剂垂直接地体的优点是在雷雨季节能积聚一定的山水有利于改良接地极周嗣的土壤电阻率。降低接地电阻。而水平接地体能扩大地网的接地面积使隧道成为一个大的均压体。减少闪击放电的机会提高泄放雷电流的能力。 2均压、等电位联接在隧道的电缆沟内及监控室内建立等电位连接带将设备外壳及金属架构物进行可靠的搭接就近接地使整个监控系统处于准等电位水平，在隧道内形成一个均压带避免被保护设备之间在雷击瞬

10、间形成电位差而产生二次闪击、闪络现象而遭损坏 3屏蔽隧道内的电气设备外部电磁干扰主要有三种：雷电的电磁脉冲：电力系统中各种操作过电压；静电放电。由于雷电波主要是通过电磁感应和静电感应在隧道内的电源线和信号线上产生过电压波并沿电缆向两端传播冲击使得隧道及监控室内的监控设备被击坏而雷电从隧道口绕击进洞内的可能性很小。因此屏蔽只侧重于隧道外及洞口附近的各种电缆。将电源线和信号线分别敷设于镀锌线槽内，线槽每隔一定距离按标准进行接地。从而使雷电作为干扰源的影响大大减小。 4专用避雷器在采取以上措施的同时为防止感应雷电对一些重要的电气设备的冲击。须在其电源或信号输入端加装专用避雷器。 六. 结束语 随着时

11、代信息技术的发展，一套完美的电子信息机房需要一系列完整的防雷设计，这需要从我们现如今的防雷技术开始着手，只有做好内部以及外部的防雷击工作才可以真正意义上的保护好电子信息系统的正常安全，做到最初预期的优秀防雷保护目的。随着时代的不断进步，现如今电气设备已经渗入到我们生活中，我们正常的生活活动已经离不开电气设备。一套完整的电气设备是需要大量电气设施构成的，而有些电气设备自身就存在着一定的低绝缘性，同时他们对电压电流的忍受能力有限，在一定程度上凸显了该电气设备的不足之处。 参考文献: 1 乔国林，陆勤.电子信息系统的雷击风险与雷电防护J.工业安全与环保,2008，(11):41-43. 2 洪展，李健荣.电子信息系统防雷J.气象研究与应用，2008，(3):66-67. 3 黄国全.对现代电子信息系统综合防雷技术的分析J.安防科技，2006,(12)：17-19. 4 王小欢，暗敷避雷带与避雷短针的组合一一种理想的直击雷防护方转法J ， 中国雷电与防护 ，2004(2) 转贴于 中国论文下载中心