高速公路雷電災(zāi)害現(xiàn)狀分析

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-685編號：_高速公路雷電災(zāi)害現(xiàn)狀分析審核：_時間：_單位：_高速公路雷電災(zāi)害現(xiàn)狀分析用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進(jìn)行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。雷電是大氣層中常見的強(qiáng)電磁干擾源，已成為近二十年來電子設(shè)備損壞的最主要原因，雷電災(zāi)害已被國際電工委員會(Ec)稱為電子化時代的一大公害高速公路機(jī)電系統(tǒng)是一個功

2、能強(qiáng)大的電器、電子系統(tǒng)，現(xiàn)代通信、監(jiān)控、計算機(jī)技術(shù)在高速公路得到了廣泛的應(yīng)用。備類機(jī)電設(shè)備遍布全路段，而且往往多處在曠野，極易遭受雷電侵襲。由于以往在高速公路設(shè)計和施工中防雷問題一直重視不夠，防雷問題往往被忽視，高速公路機(jī)電系統(tǒng)的防雷薄弱環(huán)節(jié)較多，機(jī)電設(shè)備遭雷擊損毀的事故時有發(fā)生。輕者部分設(shè)備被雷電擊壞，系統(tǒng)喪失部分功能：重者全系統(tǒng)癱瘓，經(jīng)濟(jì)損失慘重，給高速公路運(yùn)營管理安全帶來極大隱患。隨著智能交通的不斷完善。機(jī)電設(shè)備的廣泛應(yīng)用和電子設(shè)備集成化程度不斷提高，雷電對高速公路機(jī)電設(shè)備的危害程度可能還將不斷增加。因此高速公路尤其是機(jī)電系統(tǒng)對雷電的防護(hù)刻不容緩。高速公路防雷現(xiàn)狀高速公路房建和機(jī)電系統(tǒng)防

3、雷缺少統(tǒng)一規(guī)劃綜合設(shè)計目前在高速公路系統(tǒng)中，房建、路基路面、照明、監(jiān)控、通信、收費(fèi)等強(qiáng)弱電系統(tǒng)由多家設(shè)計、施工單位完成，房建防雷與機(jī)電系統(tǒng)防雷在設(shè)計要求上普遍存在脫節(jié)現(xiàn)象，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，科學(xué)合理的綜合設(shè)計。高速公路防雷是一個復(fù)雜的綜合防護(hù)工程，它包括建筑(構(gòu))物直擊雷防護(hù)、強(qiáng)電系統(tǒng)和各類弱電系統(tǒng)的雷電綜合防護(hù)即等電位連接措施、屏蔽措施、規(guī)范的綜合布線措施、設(shè)計安裝SPD、完善合理的共用接地系統(tǒng)等六個部分。因此防雷作為一項系統(tǒng)工程，只有結(jié)合高速公路整體規(guī)劃，同時設(shè)計，同時施工，才能達(dá)到最佳防護(hù)效果。以接地系統(tǒng)為例，不管采用何種防雷措施都需將雷電流能量泄放入地，因此，接地歷來是防雷的重點(diǎn)和難點(diǎn)

4、，為了防止地電位反擊，減少地網(wǎng)中各點(diǎn)電位差，實現(xiàn)地網(wǎng)的均壓等電位，接地裝置不僅需要盡可能小的接地電陽值，以提高對雷電流的泄放能力，更需要良好的形狀結(jié)構(gòu)，接地裝置的形狀結(jié)構(gòu)尺寸往往比接地電阻值更為重要。如高速公路收費(fèi)站的接地系統(tǒng)應(yīng)將辦公樓、配電房及收費(fèi)島的所有基礎(chǔ)鋼筋作為自然接地系統(tǒng)并構(gòu)成有機(jī)整體，便于雷電流入地并在地網(wǎng)均勻散流，以均衡地電位，避免地電位反擊和減少地網(wǎng)各點(diǎn)電位差。一個性能優(yōu)良的接地系統(tǒng)必須與房建、路基路面建設(shè)同步設(shè)計、同步施工，否則一旦房建、路面施工完后就很難實施，完全可能的事變成完全不可能。高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備頻遭雷擊損毀的原因之一就是接地系統(tǒng)不合理造成的，而且還很難整改。高

5、速公路招評標(biāo)階段對防雷普遍不夠重視，指標(biāo)不明確高速公路系統(tǒng)涉及面十分廣泛，是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，既有路基、路面、隧道等道路工程，還有控制中心、服務(wù)區(qū)等大量的房建項目，機(jī)電系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供電和照明系統(tǒng)以及隧道通風(fēng)系統(tǒng)等。其房建、路基路面、機(jī)電系統(tǒng)通常采用分項目招投標(biāo)方式，防雷工程在高速公路各系統(tǒng)中所占的比重往往很小，有時也難以從各系統(tǒng)中分離出來。由于我國高速公路建設(shè)起步較晚，國家尚未制訂出臺高速公路建設(shè)的有關(guān)防雷規(guī)范。在高速公路工程建設(shè)中，雖然大多招投標(biāo)文件對建筑物和通信、監(jiān)控、收費(fèi)等機(jī)電項目都提出了防雷要求，但通常要求都不明確，也無具體技術(shù)指標(biāo)，所以帶來投標(biāo)單位響應(yīng)不

6、全面，防雷設(shè)計普遍存在各自為政，防護(hù)措施普遍不完善，也缺少系統(tǒng)性，有時在一個收費(fèi)站或機(jī)房僅浪涌保護(hù)器就有十多種不同廠家的產(chǎn)品，防雷綜合性和系統(tǒng)性要求都較差。此外，對接地系統(tǒng)、機(jī)房及金屬管線屏蔽、等電位連接等防雷措施也無明確要求，尤其是各類金屬管線敷設(shè)通常有房建項目負(fù)貢，普遍沒有按照全線電氣貫通、至少兩端接地的技術(shù)要求施工，而一旦房建、路面完工，這些基本防雷措施就很難實現(xiàn)。加上許多設(shè)計施工單位對雷電的防護(hù)認(rèn)識還停留在建筑物的直擊雷和強(qiáng)電設(shè)備的防護(hù)上，對雷擊電磁脈沖對弱電系統(tǒng)的危害認(rèn)識不足，存在著不少誤區(qū)，使高速公路尤其是機(jī)電項目的防雷至今還存在許多薄弱環(huán)節(jié)。防雷工程設(shè)計、施工及監(jiān)理人員缺乏專業(yè)防

7、雷知識和經(jīng)驗由于高速公路建設(shè)工程量大，工期緊，施工難度大。大多機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計施工單位無專業(yè)防雷工程設(shè)計、施工資質(zhì)，設(shè)計、施工和監(jiān)理人員普遍缺少必要的防雷知識和設(shè)計施工經(jīng)驗，對防雷區(qū)的劃分和作用、聯(lián)合接地系統(tǒng)、等電位連接、各種屏蔽措施、各類浪涌保護(hù)器的特性和作用、安裝位置及安裝方法等缺乏系統(tǒng)了解。致使防雷項目無論是防雷設(shè)計方案、施工方案和施工要求普遍達(dá)不到相應(yīng)的技術(shù)要求。主要存在以下幾方面問題：接地系統(tǒng)設(shè)置不符合規(guī)范要求前幾年的高速公路接地系統(tǒng)較多地將防直擊雷接地、信號地、安全接地獨(dú)立的接地方式。由于高速公路機(jī)電系統(tǒng)埋地敷設(shè)的各類金屬管線較多，很難做到地網(wǎng)間的安全距離。事實上有的地網(wǎng)間的距離僅幾厘

8、米，有的雖然地網(wǎng)分開了，但接地干線在同一地溝或電纜井內(nèi)緊靠在一起，極易引起地電位反擊。室外敷設(shè)金屬線纜未采取屏蔽措施有些室外敷設(shè)的(有時長達(dá)數(shù)百米)供電電源線路、信號線及控制線等未穿金屬管埋地敷設(shè)，或在建筑物入口處和金屬管兩端未接地。電涌保護(hù)器的設(shè)置不科學(xué)或不夠全面高速公路機(jī)電系統(tǒng)供電線路和通信控制信號線種類繁多，其浪涌保護(hù)器應(yīng)根據(jù)信號特性及所處物理位置選取相應(yīng)浪涌保護(hù)器，但在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中浪涌保護(hù)器選用不合理或不匹配，缺乏整體概念，有時一個收費(fèi)站、監(jiān)控機(jī)房安裝有十多種型號的不同種類浪涌保護(hù)器(SPD)。甚至有些安裝了信號浪涌保護(hù)器影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電涌保護(hù)器裝配問題電涌保護(hù)器的安裝普

9、遍存在兩端連接導(dǎo)線過長過細(xì)且纏繞的情況。當(dāng)遭受雷擊時，導(dǎo)線本身存在的電感是不能忽略的，此電感阻止大電流量、高頻的雷電流利入地，同時會引起過電壓，而導(dǎo)線的電感與本身的材質(zhì)、線徑、長度、彎曲度等有關(guān)，相同材質(zhì)、彎曲度情況下，長度越短、線徑越粗其電感量越小。所以電涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，且不宜超過50cm。設(shè)備接地、等電位問題較多，尤其是收費(fèi)站的問題更多車道稱重機(jī)控制柜、費(fèi)額顯示器、車道攝像桿及護(hù)欄等大多未作接地等電位處理。在收費(fèi)島內(nèi)敷設(shè)的電源線、信號線及控制線等未穿金屬管或未作接地、等電位處理。高速公路防雷裝置缺乏定期檢測檢查和災(zāi)情調(diào)查分析制度為了保證防雷裝置正常運(yùn)行，防止防雷裝置失效造成人身傷害和設(shè)備