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摘要:随着经济水平不断发展，科技水平不断提高，不断兴起的电子设备被高速公路行业广泛应用，大幅提高了工作效率和自动化水平，特别是高速公路沿线布设有大量的供电、通讯、照明等设备，这些设备都极易遭到雷电灾害的威胁，且高速公路一般地处于野外空旷地带，暴露度较高，极大增加了雷击损害的可能性。基于此，本文主要对高速公路机电设备防雷技术进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定参考。
关键词：高速公路；机电设备；防雷技术
中图分类号：TU895文献标识码：A
引言：
当前，高速公路中较为常见的机电设备不仅种类比较多，而且还有弱电和强电等相关设备，受到雷电的影响非常大。为了能够充分保障这些机电设备正常运行，工作人员需要对高速公路中的各项机电设备做好防雷工作，防止其受到雷电所带来的影响。
1高速公路机电设备常见的雷击现象
雷电是常见的一种天气现象，主要是云层之间的运动导致的放电现象，严重的雷电现象很可能会对建筑物造成损坏。而雷电重点攻击目标就是地面上进行电流传输的一些具有一定电压的电子机械设备、输电线路以及电源系统等等。尤其是高速公路本身位置比较高，可能还会经过山区，周围十分空旷，因此高速公路的机电设备就极易遭受到雷电的攻击。常见的雷击现象有直击雷，它主要是对机电设备的外部机械装置进行攻击，造成设备故障或损坏。还有雷电波，主要是对输电线路进行攻击，导致线路故障或者人员触电事故。
2高速公路机电设备防雷技术
2.1收费计算机中的网络防雷
关于高速公路中收费网络系统的防雷措施，可以结合防雷实际，采取以下的措施：(1)收费的电脑与HUB之间的连接方式一般采用的是RS485双绞线,则线路两端应安装网络信号防雷器(DK-nDCt/RJ45);(2)联接于收费站中的HUB以及监控机房中相关的视频同轴线,线路两端安装对应的同轴信号防雷器(DK-10f/BNC);(3)各防雷器的接地原则上和被保护设备的外壳接地就近连接，减少雷电浪涌过电压对对收费系统带来危害。
2.2接电电源的防护
目前高速公路上所使用的防雷技术都是主要针对于直击雷，而对于雷电波一类的感应雷电现象没有采取相应的防护措施。为此，相关技术人员应当加大研究力度，对感应雷电的攻击目标、攻击方式以及防范措施进行细致的研究。在高速公路的机电设备建设工作中，电源系统是最容易受到感应雷攻击的，而在实施防范技术时，只依靠避雷器或者避雷针无法对电源系统进行有效的防护。接地技术就可以很好的解决这个问题，技术人员应当积极研究电源的接地方式以及整体电路布局，并且注重优化电源配置。不能为了节省经济成本而选用一些劣质产品，这不仅会给机电设备的运行造成不良影响，还会严重威胁工作人员的人身安全。因此，接地保护技术是必须要实施的电源雷电防护工作。首先工作人员应当在输电线路的选择上，选取绝缘性能优良的材料。而在与电源进行连接时，必须要保证低电压一端的零线、电缆金属外壳接地端连接到地上。为了保证安全，也可以选择将输电线路深埋地下的方式。但这样就要对电线进行防腐蚀和抗潮湿措施，并且要对露出地面的部分进行重点防护。此外，也可以设计安装一些电压电流的感应设备，一旦电流出现异常情况，及时响起警报来通知技术人员查看，并设计自动跳闸的功能。保证在出现雷击事故的第一时间能够切断故障区域的电力流通，防止引发更大规模的电路故障。
2.3防雷装置监测系统
SPD及SCB分散设置在各个配电箱内，一旦出现故障失效等情况，无法通过通信及时告知运营人员，只能依赖日常检修时发现故障。为了实现在终端计算机上实时查看SPD,SCB是否脱扣，SPD的漏电流值及雷电记录数据等信息，高速公路每个站设置一套防雷装置监测系统。
防雷监测系统的系统架构包含硬件设备层、网络通信层、系统管理层三层结构。硬件备层山最基本的雷电防护单元组成，每个防护单元包括一体式在线监测SPD及带遥信输出功能的SCB。其中，SPD配置有RS485通信接日，可自动采集数据并主动上传;网络通信层山防雷装置通信单元组成，它包含集中控制器、总集中控制器、通信总线等;系统管理层山网络管理软件、服务器、云计算组成。
雷电临近预警系统山雷电预警装置、通信总线及后台软件等组成。其工作原理是通过实时监测近地而大气电场、空间磁场、声音、风速、风向等要素的变化，结介数学模型分析，对可能产生雷击危险的大气电场强度变化加以识别和预警，将预警实时传送到相关控制系统中。在雷击发生前及时告知维护人员，以及时并准确地到达事发地点检修。也可用于收集域性雷击数据信息，统计区域性落雷规律，为该区域采取介理有效的防雷措施提供数据基础。
2.4机电系统照明设备的防护
高速公路由于大多数的路段都是山间，所以有时会出现要建设隧道的情况。这就会使车辆在行驶过程需要穿越隧道，针对这种情况，机电设备在建设过程中就需要重点研究照明系统的设置问题。而在设置照明系统时，为了防止雷击现象的发生。必须要对照明灯具采取相应的安全防护措施。通常情况下，为了节省电力资源，隧道中的照明系统都是使用节能灯具来完成安装工作。这些灯具由于自身的特性十分容易受到雷电电波的影响而产生故障，因此，在实际设计工作时，需要在灯柱的顶部来做接闪器，同时确保光伏板、灯具等都在接闪器的保护范围内，还要做好灯杆的防雷接地操作，从而有效增强整个节能照明系统的防雷效果。此外，在电源线路位置上，照明系统的运行情况经常会受到电磁感应或静电反应的影响，而产生突峰电流或电压。这会对灯具产生严重的损坏，为避免灯具被损坏，技术人员可以选择安装节能灯具专用的浪涌保护器，以实现对过电压的保护，保证照明系统的安全运行。
2.5电源线路通讯中的防雷策略
高速公路上的电力传输通常来自配电变压器。配电变压器高压侧装有高压避雷器。然而，大量的研究和运行经验表明，只有在高压侧采用避雷器保护时，在雷电波的作用下，仍有损坏。一般地区年破坏率为1%，多采区年破坏率可达5%左右。在100个雷暴日内闪电活动特别强烈的地区，年破坏率高达50%。运行经验和试验研究表明，仅在绝缘良好的配电变压器高压侧安装避雷器，仍会产生正负变压器过电压引起的雷电危害。通过在低压侧安装避雷器，可以将正向和反向转换的过电压限制在一定范围内。变压器低压侧的避雷器在材质上也需要仔细选择。通常，选择氧化锌材料比较好。
结束语：
高速公路机电设备的雷电防护技术，不仅能够对设备的安全运行提供保障，还能保护工作人员日常工作时的人身安全。因此，相关部门必须要加大资金技术投入，对技术人员进行培训。从收费系统、监控系统以及照明系统等主要的高速公路机电设备系统方面入手，积极研究有效的雷电防护技术。在这个过程中，要对实施防雷技术的相关注意事项进行研究，制定合理的防雷计划方案，应用防雷技术，消除安全隐患。
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