【摘 要】本文通過(guò)對(duì)高速公路通信、監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)的基本組成的討論、高速公路系統(tǒng)雷害情況的統(tǒng)計(jì)、高速公路的建設(shè)以及防雷工程中存在的若干問(wèn)題的分析，在認(rèn)識(shí)雷電對(duì)高速公路系統(tǒng)危害的基礎(chǔ)上，以廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站為例，討論了高速公路的綜合防雷問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】接地電阻 直擊雷 感應(yīng)雷 等電位連接

一、高速公路通信、監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)的基本組成

高速公路一般是由通信、監(jiān)控和收費(fèi)三大系統(tǒng)組成的，每個(gè)系統(tǒng)都對(duì)高速公路的正常運(yùn)營(yíng)和管理起著不可替代的作用。為了更清楚的了解高速公路這一現(xiàn)代通訊中不可缺少的交通工具，首先應(yīng)該了解高速公路系統(tǒng)的基本組成。積累了很多對(duì)處理該類(lèi)型問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)供今后借鑒。高速公路在其管理的區(qū)間內(nèi)均設(shè)有一監(jiān)控中心大樓；還可以對(duì)高速公路的綜合防雷中較長(zhǎng)用的一些措施進(jìn)行總結(jié)。收費(fèi)亭內(nèi)配備有收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作站專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，收費(fèi)票據(jù)打印機(jī)，收費(fèi)指示板，指示燈，車(chē)道控制機(jī)，自動(dòng)欄桿，語(yǔ)音提示系統(tǒng)，車(chē)輛過(guò)境自動(dòng)計(jì)數(shù)器，對(duì)講電話(huà)和空調(diào)及供電系統(tǒng)等設(shè)備，以便在以后遇到此類(lèi)事故時(shí)可以更準(zhǔn)確更細(xì)致的給出分析，也可以給以后的防雷設(shè)計(jì)提供方便。由電源引起的雷擊事故較為普遍。

二、廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站雷擊事故分析

為了更加詳細(xì)的了解高速公路綜合防雷的具體操作，本文以廣州至樂(lè)昌的高速公路收費(fèi)站遭受雷擊的事故為例來(lái)具體分析并設(shè)計(jì)整改方案，以下簡(jiǎn)稱(chēng)廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站。

（一）廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站遭受雷擊時(shí)的具體情況

2005年8月27日16時(shí)40分左右，廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站遭雷擊，收費(fèi)區(qū)四部監(jiān)控?cái)z像機(jī)受損壞，辦公樓內(nèi)一部電話(huà)機(jī)遭雷擊時(shí)，話(huà)筒彈起半米高，信號(hào)線(xiàn)燒斷，且在辦公桌上留有痕跡。監(jiān)控機(jī)房監(jiān)控及收費(fèi)服務(wù)器主板被燒毀，造成電腦業(yè)務(wù)系統(tǒng)癱瘓，監(jiān)控設(shè)備不能運(yùn)作，收費(fèi)工作只能采用人工方式售票，致使過(guò)往車(chē)輛一度受阻。根據(jù)收費(fèi)站工作人員反映，在前幾次雷雨天氣過(guò)程中，該收費(fèi)站均有遭到不同程度的設(shè)備受損。

（二）廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站遭雷擊原因的分析

對(duì)廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站遭受雷擊事故的原因可以從以下幾個(gè)方面來(lái)分析：1.從樂(lè)昌市的氣象資料分析，雷擊當(dāng)天該地有強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生，該站工作人員反映，在聽(tīng)到附近巨大的雷聲后，站里的電子信息設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)勘察，并未發(fā)現(xiàn)直擊雷的痕跡，可以判定本次雷擊事故系遭受感應(yīng)雷擊。從被擊壞的攝像機(jī)主板看，視頻信號(hào)線(xiàn)接口附近的元件被燒壞，從擊壞設(shè)備的角度分析，可以確定攝像機(jī)的損壞是由于信號(hào)線(xiàn)有過(guò)電壓引起的。2.根據(jù)該站的防雷環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)情況，造成信號(hào)線(xiàn)過(guò)電壓的原因應(yīng)為：云臺(tái)攝像機(jī)架設(shè)在票亭金屬棚上，當(dāng)附近遭到雷擊時(shí)，票亭金屬棚由于雷電荷發(fā)生靜電感應(yīng)，把攝像機(jī)殼電壓升高到二三十萬(wàn)伏。由于攝像機(jī)屬于耐電壓等級(jí)低、抗干擾要求高的微電子設(shè)備，金屬棚上的靜電感應(yīng)使攝像機(jī)視頻信號(hào)線(xiàn)發(fā)生了強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化，從而造成損壞。3.由于監(jiān)控機(jī)房設(shè)備總接地線(xiàn)與直擊雷引下線(xiàn)相連接，當(dāng)引下線(xiàn)對(duì)地泄放雷電流時(shí)，在其周?chē)a(chǎn)生了強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，通過(guò)耦合在總接地線(xiàn)中形成感應(yīng)過(guò)電壓致使機(jī)房設(shè)備因過(guò)電壓而損壞。4.電話(huà)機(jī)的擊壞主要是由于附近雷電磁場(chǎng)產(chǎn)生雷電電磁脈沖，使其附近架空的電話(huà)線(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓所致。

（三）廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站應(yīng)采取的防雷保護(hù)措施

1.防直擊雷的保護(hù)措施

對(duì)于直擊雷的防護(hù)，為了減少接閃桿的維護(hù)，防止酸雨對(duì)接閃桿的腐蝕，宜采用不銹鋼接閃短桿，接閃桿尖直接以最短路徑入地。

2.防感應(yīng)雷的保護(hù)措施

電源系統(tǒng)的防感應(yīng)雷的措施

該收費(fèi)站在對(duì)其電源系統(tǒng)防感應(yīng)雷的防護(hù)措施進(jìn)行整改時(shí)，是通過(guò)安裝合適的浪涌保護(hù)器（SPD）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（1）積累了很多對(duì)處理該類(lèi)型問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)供今后借鑒，還可以對(duì)高速公路的綜合防雷中較長(zhǎng)用的一些措施進(jìn)行總結(jié)，以便在以后遇到此類(lèi)事故時(shí)可以更準(zhǔn)確更細(xì)致的給出分析，也可以給以后的防雷設(shè)計(jì)提供方便。（2）在樓層分盤(pán)上安裝一套雷電通流量Imax≥40kA（波形8/20μs）；響應(yīng)時(shí)間Ta≤25ns的三相電涌保護(hù)器SPD2。（3）通過(guò)高速公路綜合防雷中常用的技術(shù)手段對(duì)廣樂(lè)高速公路收費(fèi)站雷擊事故的分析并設(shè)計(jì)其整改的方案。在監(jiān)控中心大樓的總配電盤(pán)上安裝一套雷電通流容量Iimp≥25kA（波形10/350μs）；響應(yīng)時(shí)間Ta≤50ns的三相電涌保護(hù)器SPD1。（4）在收費(fèi)亭內(nèi)的供電線(xiàn)路上各安裝一套雷電通流量Imax≥20kA（波形8/20μs）；響應(yīng)時(shí)間Ta≤25ns的單相電涌保護(hù)器SPD。

3.實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)因地制宜，結(jié)合實(shí)際情況，細(xì)致周密的設(shè)計(jì)相應(yīng)的防雷方案，使整個(gè)高速公路系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠.設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)各種電子電氣設(shè)備與墻體，特別是作為引下線(xiàn)的柱子保持一定的距離。

三、結(jié)束語(yǔ)

高速公路防雷工程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。高速公路一般是由通信、監(jiān)控和收費(fèi)三大系統(tǒng)組成的，每個(gè)系統(tǒng)都對(duì)高速公路的正常運(yùn)營(yíng)和管理起著不可替代的作用。實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)因地制宜，結(jié)合實(shí)際情況，細(xì)致周密的設(shè)計(jì)相應(yīng)的防雷方案，使整個(gè)高速公路系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。