高速公路計重設(shè)備防雷略論
 孫旻
摘要：本文主要介紹了高速公路計重設(shè)備造成雷擊的原因，并結(jié)合實際闡述了防雷對策，同時，也對日常的運行和維護(hù)提出了措施和建議。
關(guān)鍵詞：計重設(shè)備防雷、計重設(shè)備防雷維護(hù)、計重設(shè)備防雷建議
計重設(shè)備是高速公路機電工程中的一個重要組成部分，在高速公路的日常運行中，一旦發(fā)生雷擊，計重設(shè)備往往成為因雷擊而損壞的設(shè)備重災(zāi)區(qū)。設(shè)備損壞后會給經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失，更會給交通安全帶來極大隱患。因此防雷成了機電工程中不可缺少的一部分。
一、 造成計重設(shè)備雷擊的原因
雷擊種類往往有直擊雷、雷電感應(yīng)（包括靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)），從發(fā)生的概率來講，雷電感應(yīng)造成的設(shè)備損壞的可能性大大高于直擊雷對設(shè)備損壞的可能性。
1、 電源設(shè)備遭受雷擊，引發(fā)計重設(shè)備癱瘓
通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，原因主要有兩點：第一，電源線路的鋪設(shè)路徑較長，而且布線方式比較復(fù)雜，很容易受到雷擊電脈沖的影響（絕大多數(shù)是通過連接導(dǎo)體的干擾，如雷電流或部分雷電流、被雷電擊中的裝置的電位升高以及電磁輻射干擾）；第二，電源線路線徑比較粗，其線上自由電荷的數(shù)量較信號線更多，因此雷擊時更容易出現(xiàn)大量的電荷流動，其結(jié)果是出現(xiàn)較大的感應(yīng)電流。
2、 信號系統(tǒng)被雷擊，造成計重設(shè)備損壞
一般情況下，施工單位在對信號線施工時，線路的屏蔽并不到位，造成信號受雷擊電磁脈沖的影響可能性增加。在實際運行中，信號端口受損情況較多，造成信號端口出現(xiàn)過電壓而損壞，主要表現(xiàn)為以下兩點：第一，信號線路無屏蔽或屏蔽不良，受雷擊電磁脈沖的影響而產(chǎn)生感應(yīng)過電壓導(dǎo)致與信號線路連接的設(shè)備端口損壞；第二，電源系統(tǒng)的防雷器在啟動后仍有殘余電壓，殘余電壓通過設(shè)備內(nèi)部的線路耦合到設(shè)備信號端口，工作電壓較低的信號端口則會因為此過高的電壓而被損壞。
3、 地電位反擊，作用在設(shè)備的電源和端口上
收費系統(tǒng)的所有電氣設(shè)備，其外殼都與接地網(wǎng)通過地線有直接的連接。雨棚接閃時，雷電流沿著雨棚的結(jié)構(gòu)鋼柱向大地泄流。雨棚的結(jié)構(gòu)鋼柱與設(shè)備處于同一接地網(wǎng)中，因接地網(wǎng)存在接地電阻，此時便產(chǎn)生了電位差，會作用在電源和端口上。
二、 計重設(shè)備防雷對策
收費設(shè)備防雷保護(hù)是一個整體、系統(tǒng)的工作，只有將各部分有機的結(jié)合在一起才能發(fā)揮應(yīng)有的效果。
1、 外部的防雷保護(hù)
外部防雷的主要目的是接閃，并將雷擊通過引線快速泄放。對于新建收費站，應(yīng)每年做好防雷檢測，并保證各系統(tǒng)的接地電阻值小于4歐姆。對于老收費站，應(yīng)檢查雨棚的接閃器保護(hù)范圍是否能覆蓋整個雨棚，引下線數(shù)是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，接地電阻是否小于4歐姆。對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的站點，立即整改。
2、 做好屏蔽措施
除做好雨棚的屏蔽防護(hù)外，要做好電源和信號線的屏蔽措施，這也是一種簡單、經(jīng)濟(jì)的抗雷感應(yīng)方法。在實施的過程中，電源和信號線都應(yīng)穿過金屬管埋設(shè)，由于屏蔽信號線兩端可能會造成數(shù)據(jù)傳輸失敗，可一端接地。
3、 采取均壓等電位措施
為保證所有設(shè)備都能有相等的接地電位，避免產(chǎn)生電位差而造成設(shè)備損壞，需采取均壓等電位措施，使車道內(nèi)所有的金屬導(dǎo)體、設(shè)備外殼等全部與車道的聯(lián)合接地裝置進(jìn)行可靠連接，并安裝雷擊耐受力較高的電源和信號的防雷器。
4、 采用防雷器對設(shè)備的過電壓進(jìn)行抑制
通過分析造成計重設(shè)備雷擊的主要原因，我們可以發(fā)現(xiàn)：只要解決了電源、信號線、地線之間的電位差，最終實現(xiàn)三者間的等電位，便可減少設(shè)備損壞。解決方法為：在電源線、信號線、地線之間安裝等位連接器，在雷擊時等位連接器將三者電位維持在一個相等狀態(tài)。
對于計重設(shè)備來說，電源的防雷器應(yīng)主要考慮稱重設(shè)備箱和費額顯示器，同時，又以離收費亭最遠(yuǎn)的稱重機柜為最重要。信號的防雷，也就要求在車道控制器分別到稱重設(shè)備機柜和費額顯示器的這兩條RS232串口現(xiàn)兩端安裝信號防雷器。
電源和信號的防雷器必須按照標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)備外殼可靠連接，設(shè)備外殼與車道接地網(wǎng)可靠連接，才能最終達(dá)到良好的防雷效果。
三、 計重設(shè)備防雷裝置運行維護(hù)措施
1、 在雷雨季節(jié)來臨前夕，尤其是多雷區(qū)，必須對計重設(shè)備的接地系統(tǒng)進(jìn)行全方位的檢查和維護(hù)。主要檢查設(shè)備與接地線路的連接是否牢固、接觸是否良好、接地體是否有銹蝕、附近地面是否有異常，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。
2、 對接地網(wǎng)的接地電阻、避雷針等接地設(shè)備定期測量，發(fā)現(xiàn)異常，及時解決。
四、 計重設(shè)備防雷裝置運行建議
1、 盡可能減低接地電阻。隨著時間的推移，接地電阻會逐年增加，防雷效果會逐年減 低。
2、 在變壓器高低壓側(cè)都應(yīng)該安裝避雷器。
3、 地網(wǎng)采用共地式，即工作地、保護(hù)地連接在同一電網(wǎng)。
4、 管理部門加強對防雷裝置的管理，對相關(guān)記錄、年檢等妥善保管，當(dāng)發(fā)生雷擊事故后能調(diào)查、分析原因和雷電損失，減輕雷擊事故造成的影響，保障國家利益和人民生命財產(chǎn)安全。
五、 結(jié)束語
防雷是一項系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護(hù)思想。要消除高速公路計重設(shè)備雷擊，應(yīng)從技術(shù)和管理兩方面著手。只有采取先進(jìn)的防雷設(shè)備加嚴(yán)格的管理措施，才能將雷害對計重設(shè)備的損壞降到最低，提高高速公路服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：中國交通信息化 2011.6 王海洋《高速公路計重系統(tǒng)防雷淺析》
計算機房防雷設(shè)計規(guī)范（GB50174-93）
建筑物防雷規(guī)范（GB50057-94）
交流電氣接地裝置DL/T 621-1997

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