高速公路收费系统防雷解决方案

靖　高速公路收费系统防雷解决方案　随着近年来国家对各省高速公路建设投入的不断加大，　加之高速公路精密电子及通信设备使用得增多，高速公路地　理环境又普遍比较复杂，高速公路收费站及道路沿线众多电　子设备受到自然雷击及浪涌过电压的威胁不断加大。为了更　好地预防雷电灾害，最大程度降低雷电灾害造成的损失，现　针对高速公路收费站及收费站周边电气设施的雷电防护进行　简单的设计分析。　对主要引入线和引出线的雷电防护措施　由于监控楼机房、收费亭区域、广场设备分别属于各自　独立的防雷分区之内，且每段电源及信号设备均需要独立来　考虑。　电源部分　在监控楼机房配电箱——收费亭总配电箱，监控楼机　房配电箱——广场设备配电箱，收费亭分配电箱——广场　设备配电箱各自引出电源线的两端均需要防浪涌保护器，　且均需要至少两级的保护，此为针对每个独立雷电防护分　区而设立。　信号部分　由于收费亭在内的各收费亭都是与监控机房通过光缆　进行传输信号，机房与分中心之间也是通过光缆进行信号传　输，此部分就不需要再额外增加防雷措施，只需要对其入户　的光端盒内含有加强钢芯的光缆内的钢芯进行良好接地。而　对于从监控楼机房到广场设备、收费亭到广场设备的信号线　部分则必须在该线路两端增加相应设备的信号线浪涌保护　器。如：广场摄像机视频信号线和控制信号线、气象检测器　的数据信号线。对于收费亭周围的设备信号线则可在亭内的　接收端增加相应的信号线浪涌保护器，如：雨棚摄像机、计　重收费线圈的信号线、车道摄像机、车辆检测器等相应的信　号线。　１２０中国交通信息化２０１０１０　ＷＷＷ　ＣＨ１ＮＡ｝ＴＳ　ＣＮ　ＯＢＯＯｐ国培训中心（沈阳）　黄金鹏　收费站防雷方案　电源线路的防雷　◇ｌＯＫＶ高压供电线路的末端采用有金属护套或绝缘护　套电缆穿钢管埋地引入配电房，金属护套和钢管两端就近可　靠接地。　◇电源变压器的机壳、电源低压侧零线、电缆的金属护　套均应就近接地。　◇由电源变压器到配电房之间的低压输电线路应埋地布　线，其长度不宜小于５０Ｍ。　◇在配电房的低压配电屏上安装４套Ｍ　Ｃ５０－Ｂ、Ｖ２０－Ｃ　及退藕器Ｌ　Ｃ６３，Ｍ　Ｃ５０　Ｂ其容通电流为５０Ｋ　Ａ，Ｖ２０一Ｃ每相　容通电流为４０ＫＡ。两级配合将电源线上出现的巨大浪涌电　流吸收。　Ｌ１　Ｌ己　Ｌ３　　ｌｌ　Ｎ　ｌ『　ｌ　ｌ　总　砖　Ｃ　６３　Ｌ［　Ｖ己０一Ｃ／　ＰＥ　图ｌ配电房电源线路的防雷　◇由配电房到监控楼的供电电缆采用屏蔽电缆埋地引　入。楼内配电箱的零线不作重复接地，电缆两端的屏蔽层就　近接地。　◇收费车道的供电电缆采用屏蔽电缆并埋地布线，电缆　两端均安装ＯＢＯ　Ｖ２０－Ｃ／２电源防雷器，即监控机房ＵＰＳ输　出配电箱处和收费车道内配电箱处。　雨棚摄像机的防雷　区，一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，　防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。　在《电子计算机房防雷设计规范　（ＧＢ　５０１７４－９３）　中，第６．４．３条明确提出：交流工作接地、安全保护接地、　Ｌ　±　配电房　ｌｉ　Ｉ　ｌＩ　一～　扁钢　／　／７　Ｉ　，　避冒针引下线　监控楼　直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，　其接地电阻按其中最小值确定；若防雷接地单独设置接地装　＼＼　士　５ｘ５ｏＭＭ角锕／　置时，其余三种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻不应　大于其中最小值，并应按现行国标准　建筑防雷设计规范》　要求采取防止反击措施。　雷电电磁脉冲的防护》（ＩＥＣ　１３ｌ２—１）第３—２条：如　果在互相邻近的建筑物之问有电力线和通讯电缆通过，应将　其接地系统互相连接，并且这样有利于采用多条并行路径以　减少电缆中的电流，一个网状接地系统可满足这种要求。　在收费站系统中，主要有以下几个建筑物、配电房、监　控楼、收费车道，建议其接地系统的建设采用如下措施：　在监控楼和配电房地基外围，沿散水点外用４×４０Ｍ　Ｍ　扁钢带埋设环形地网，同时每隔３　５Ｍ打一地桩，地桩采用　５×５×５０ＭＭ角钢，长２．５Ｍ。避雷针的引下线沿对角方向布　设，不少于２根。同时建筑物梁、柱内钢柱不少于２根与地网　相连。　在监控楼和配电房之间的空地上建设地网，网格为　５×５Ｍ，用料是４　Ｘ　４０ＭＭ扁钢和５×５×５０ＭＭ角钢，两端与　监控楼、配电房的环形地网相连，连接点不少于两处。　如新建收费站，监控楼与收费车道宜利用建筑物梁柱　内的钢筋网作为暗装避雷网。梁与柱、墙与楼板间的钢筋要　真正做到绑扎或搭接，如有些地方无法绑扎或搭接，应每隔　２０Ｍ左右焊接一点。当建筑物只有很少几条做主引下线的柱　子时，其内部钢筋应由上到下焊接两根主筋，并由基础引出　不少于两根导线焊接到地网上。建筑物内部所有金属物体作　电气连通，构成统一的导体并接地。　收费车道的基础钢筋应与公路路面的钢筋网相连接。　收费广场两端的高杆灯可视为独立避雷针，其接地系统　宜做成辐射型，接地电阻小于１０欧姆。　接地系统可参看图４。　如有条件，配电房、监控楼、收费车道的地网应连为一　体，相互间用４×４０ＭＭ扁钢带不少于两处连接。如果相互距　离太远，也可以不连接，只需将电缆的屏蔽层或金属套管两　端分别接地即可。　１２２中国交通信息化２０１０１０　Ｗｗｗ　ｃＨ　Ｋ　ＴＳ（：Ｎ　高杆灯　／＼　路面　图４收费站接地系统图　收费车道的所有金属件均应接地。可利用地基的钢筋　网，收费亭、自动栏杆、红绿灯等等均在安装时与钢筋网相　连，形成等电位状态。　在监控机房的防静电地板下，用４　Ｘ　４０ＭＭ的扁钢带沿　墙四周设一环型接地汇流排，将机房内所有的工作地、安　全地、防雷地、金属门窗和管道、电缆屏蔽层等等均接在　该汇流排上，形成联合接地。同时，用３５ＭＭ　９０ＭＭ　的　铜缆作为引下线接至地网，联接点距避雷针的引下线联结　点５Ｍ以上。　所有暴露于室外的供电电缆、信号电缆均应采取屏蔽措　施，如采用屏蔽电缆、穿金属管屏蔽等，并采用埋地走线的　形式。屏蔽层两端就近接地。　结束语　上述的方案对高速公路主要的收费系统机电设备进行防　护，也仅是简单粗略的介绍。对于不同地区、不同环境的路　段，还是需要有更针对性的设计。［衄　参考文献　［１］ＧＢ５００５７　９４，建筑物防雷设计规范【ｓ］　【２】工业与民用电力装置的过电压保护设计规范（ＧＢ６４　８ｊ）　［５】ＩＥＣ６０３６４，建筑物电气安装［Ｓ】　【４】雷电电磁脉冲的防护（ＩＥＣ１　５１　２）　【５】过电压保护器（ＶＤＥ０６７５）