【精品】浅谈公路收费系统雷电防护技术

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1、浅谈公路收费系统雷电防护技术措施一、项目提出雷电是带电的云层之间或是带电的云层与大地之间迅猛的放电现象。雷电通道具有几万一一几百万安培的峰值电流。温度可达几万。C及伴有强大的冲击波。据统计，全世界平均每分钟发生雷暴二千余次，每年因雷击造成的人员伤亡超过一万人，直接经济损失达数十亿美元。我国每年因雷击造成人员伤亡达三网千人，造成的财产损失达50-100亿元人民币。雷电由于其巨大的危害被“联合国国际减灾十年”确定为最严重的十种自然灾害之一。1997年全国仅有556宗雷灾报告，到2005年有5322多宗雷灾报告。2006年上升至6326

2、起。增多的主要原因是:随着科技的发展，办公自动化、信息网络等弱电子设备的大量普及应用，设备本身抗雷电电磁脉冲干扰能力差，有的没有安装防雷装置或安装的防雷装置不规范。直接雷击产生后，巨大的雷电流要通过各种金属导体及时泄放到大地中去，与这些金属导体和连的各种设备都有可能被损坏；与这些金属导体不直接相连的邻近金属导体，通过各种耦合机制，也感应产生能量可观的雷电电磁脉冲(LEMP)o微电子设备的致命弱点是抗冲击过压过流的能力十分脆弱，其防雷问题应引起人们的足够重视。公路机电系统包括收费系统、监控系统、通信系统等三大系统，使用了大量电子设备

3、，受雷电危害的影响很大，其正常运行对公路收费正常运行，意义重大。本课题对公路收费系统雷电防护措施进行研究，通过对公路雷电案例的原因分析，找出现有防雷措施的不足，找出电子存在的雷电通道，并分析电子设备损坏机理；在现有防雷技术方案的基础上，提出公路收费系统的防雷解决方案。本课题目的是解决公路收费系统在防雷设计等方面存在的问题，通过对为公路收费系统提供雷电防护解决方案，以实现防雷减灾增效的目的。二、典型雷害案例分析（一）雷害事故分析1、甬台温高速平阳收费站雷害事故分析2006年、8月29FI下午5点左右，平阳收费站发生了雷害事故,造成了

4、以下损失:•收费站变压器停电，设备未损坏；•监控室对讲通信系统损坏，其他设备无损坏；•收费广场摄象机损坏，视频分配器(字符叠加器)损坏。据收费站员工介绍，本次雷击正好打在监控室的窗外，打在花坛旁，我们对实地进行了勘测，地面与花坛没有任何被雷击过的痕迹，判断本次落地雷雷击电流并不大，另从雷击击距与雷击电流关系式：hr=(10.I)的0.65方或I=(hr/10)的1.54方计算得知：当建筑物按三类防雷建筑物设计收费所建筑物时，I<15.8KA时，雷闪有可能穿过接闪器击于被保护建筑物外，当按二类防雷建筑物设计收费所建筑物时，I〈10・

5、1KA吋，雷闪有可能穿过接闪器击于被保护建筑物外，因此本次雷击电流应小于15KAo造成对讲通信系统、监控设备损坏的主要原因是：落地雷落地处,地下正好有线缆通过，直击雷击屮线缆或通过线缆耦合产生高电压，高电压沿线缆两边传输，一端到监控室，另一端到收费广场。变压器停电的主要原因是在远处高压线缆遭受雷击，高压沿着供电线缆传输到UPS机房、监控室，由于在雷电防护改造一期工程中，UPS机房和监控室进行了等电位改造，监控室安装了防雷插座，UPS机房安装有电源避雷器，经过供电系统的浪涌保护作用，UPS机房、监控室的配电系统安然无恙。为什么监控室

6、内监控设备未损坏，而室外的监控设备损坏呢?监控设备两端都未安装信号避雷器，但监控室内部监控设备采取了等电位连接，同时采取了屏蔽接地，而室外摄像机未采取等电位连接，因此监控室监控设备通过等电位连接和屏蔽处理将大部分能量泄放到大地，小部分能量冲击设备，设备安全。而室外设备处线缆上耦合的过电压外，还通过空间雷击电磁场的联合作用，在加上为进行等电位连接，线缆上的能量将全部冲击设备，设备损坏。位于同样监控室内的对讲通信系统损坏的主要原因：1、安装在监控室内的其它品牌的信号避雷器未起作用；2、接入的多股电缆未采取任何屏蔽措施，能量较大。可以得

7、出结论：应对系统进行综合雷电防护改造，包括接闪、分流、均压、屏蔽和合理布线等综合措施。2、杭徽高速公路玲珑收费站雷害事故分析2007年6月17日玲珑收费站遭受雷击，造成了照明线路跳闸，1、3、4车道主板击坏，并有焦黑味发主，车道摄像机、字符叠加器设备损坏。据现场工作人员回忆，本次雷击一直盘旋在收费大棚顶部，伴有多次雷击轰鸣声，开始时，各车道照明全部断电，后发现为照明开关跳闸，后强制合闸后，恢复供电；经现场勘测发现：1、收费大棚采用彩钢屋面，已经安装避雷带或避雷针。在收费大棚外50米处为小山丘，其顶部有高压线经过；2、除在各个车道U

8、PS配电各安装了1组电源避雷器外，其余端口未安装电源避雷器和信号避雷器。3、监控室采用型连接方式。从照明线路出现跳闸现象说明，该处空气开关出现了过载现象，照明线路存在过电压，但由于照明线路未安装电源避雷器，过屯压无处泄放，造成空气开关过载跳闸；同样