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        高速公路隧道機電系統(tǒng)防雷措施淺析

        2021-11-24 07:33:37王靜
        商品與質(zhì)量 2021年9期
        關(guān)鍵詞:電涌保護器變電

        王靜

        山西交通控股集團有限公司長治高速公路分公司 山西長治 046000

        在我國高速公路工程中,隧道是一個極為重要的構(gòu)成部分,通過建設(shè)隧道工程,不但能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的快速通行,而且有助于建設(shè)資源的節(jié)約。一般來說,在地形復雜、山區(qū)等位置處常常需要開鑿高速公路隧道,在隧道中需要沿著隧道設(shè)置機電系統(tǒng),具有多種特點,包括線長、面廣、點多等。高速公路隧道機電系統(tǒng)是由多個系統(tǒng)構(gòu)成的,包括通風系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。在高速公路隧道周邊高點位置處常常設(shè)置隧道機電系統(tǒng)的變電室與控制室,屬于雷電高發(fā)地段。所以,雷電災害對高速公路隧道機電系統(tǒng)造成了極大的威脅,對隧道機電系統(tǒng)的正常運行造成嚴重影響[1]。所以,一定要做好高速公路機電防雷工作,確保隧道機電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性?;诖?,本文對高速公路隧道機電系統(tǒng)防雷措施進行深入分析,具有重要意義。

        1 高速公路隧道機電系統(tǒng)防雷措施分析

        1.1 電磁脈沖防護措施

        (1)隧道機電設(shè)備防雷屏蔽。針對高速公路隧道機電設(shè)備,雷電產(chǎn)生的強電磁脈沖常常對其造成嚴重影響,因為雷電直擊高速公路隧道機電設(shè)備的概率并不大,因此通信線纜、電力線纜是高速公路隧道機電設(shè)備防雷的主要側(cè)重內(nèi)容,在高速公路隧道洞口與高速公路隧道外周邊的金屬管槽中敷設(shè)通信線路與電力線路,一定要做好金屬管槽接縫的跨接工作,為有效屏蔽隧道機電設(shè)備,避免機電設(shè)備被雷電電磁脈沖所破壞,應(yīng)每間隔25m 進行1 次接地,通過利用金屬管、金屬殼、金屬箔、金屬網(wǎng)等,電子設(shè)備能夠?qū)⑵浒鼑饋韀2]。

        (2)等電位連接。雷電會出現(xiàn)瞬間高壓,與周邊的金屬物體會出現(xiàn)電位差,出現(xiàn)電壓反擊,最終導致機電設(shè)備的破損。為確保電位的均衡,有效避免因電位差而引發(fā)電壓反擊,確保機電設(shè)備的安全性,宜選用等電位連接法。在高速公路隧道內(nèi)的車道兩側(cè),布設(shè)等電位連接帶,以連接高速公路隧道結(jié)構(gòu)鋼筋中的可靠電氣,每間隔50m 接地1 次。在高速公路隧道中的機電設(shè)備與控制器的預計安裝位置處,對等電位端子板進行預留,其中一些連接等電位連接帶可靠電氣與等電位端子板。在隧道中,需要分開設(shè)置電力線纜與信號線纜;在與隧道洞口相距100m 這部分路段,需要選用封閉的金屬橋架布線,同時不少于兩處連接等電位連接帶[3]。針對高速公路隧道洞口外的金屬物,包括攝像頭金屬支撐桿、信號燈金屬桿、路燈、金屬指示牌、金屬廣告牌等,需要連接附近貫穿隧道的等電位,如果距離大于20m,宜布設(shè)獨立接地設(shè)備,保護接地電阻值小于4Ω,防雷接地電阻值小于10Ω。

        (3)SPD 防雷。針對通信設(shè)備、照明系統(tǒng)、監(jiān)控探頭等重要的機電設(shè)備,需要在其的信號輸入端、電源位置處安裝專用SPD進行防護。選用金屬外護套來埋地敷設(shè)隧道洞口外的供配電線路。根據(jù)II 級試驗要求,在隧道洞口內(nèi)的配電箱中安裝電源電涌保護器;根據(jù)I 級試驗要求,在隧道洞口外的配電箱中安裝電源電涌保護器。根據(jù)II 級試驗要求,在隧道洞內(nèi)監(jiān)控設(shè)備電源端處安裝電源電涌保護器,將適配的信號電涌保護器安裝在相關(guān)的數(shù)據(jù)信號金屬線纜輸入端;根據(jù)I 級試驗要求,在隧道洞口外的攝像機、情報板、監(jiān)控設(shè)備等的電源端安裝電源電涌保護器,將適配的信號電涌保護器分別安裝在相關(guān)數(shù)據(jù)信號金屬線入線端;將高于II 級試驗電源電涌保護器分別安裝在緊急供電用UPS 電源的輸入端與輸出端[4]。

        1.2 直擊雷防護

        (1)機房防雷保護。如果在高速公路隧道外設(shè)置機房,應(yīng)將壁壘帶布設(shè)在機房所在建筑物附近,將建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)作為引下線,與建筑物接地網(wǎng)進行相連。在機房中布設(shè)環(huán)形接地母線,根據(jù)最短距離原則,連接接地母線與機房內(nèi)布設(shè)的各種金屬部件,與此同時,接地網(wǎng)需要連接機房內(nèi)部的環(huán)形接地母線,連接線不得少于4 根,同時間距不得大于18m。

        (2)變電室防雷。如果變電室位于隧道外部,為避免雷電直擊變電室,需要將避雷網(wǎng)布設(shè)在變電室所在的建筑物上。為避免低壓設(shè)備遭受雷電波的侵害,應(yīng)將避雷器布設(shè)在變電室低壓側(cè)。

        (3)架空線路防雷。一般來說,變電室引入線路均為架空線路,需要將避雷線裝設(shè)在架空線路上。如果架空線路未裝設(shè)避雷線,為提高防雷水平,應(yīng)采取有效的架空線路防雷措施,如安裝絕緣子,如瓷橫擔、木橫擔等。

        1.3 隧道接地

        (1)隧道內(nèi)接地裝置。一般來說,在高速公路隧道口位置處布設(shè)隧道防雷接地系統(tǒng),有效連接接地體與扁鋼后引入隧道內(nèi),將其作為接地。不過采用以上防雷方法僅適用于短隧道,并不適用于長隧道。在長隧道中,應(yīng)將扁鋼布設(shè)在隧道兩側(cè)電纜槽中,每相距50m 箱隧道中現(xiàn)有的鋼筋網(wǎng)中引入一根鋼筋,然后進行焊接,為供高速公路隧道內(nèi)機電設(shè)備進行接地,應(yīng)每相距50m 從隧道洞內(nèi)預留鋼筋,通過選用以上方法,有助于長隧道接地效果的提高。

        (2)隧道變電室接地裝置。針對高速公路隧道變電室中安裝的接地電阻,不得大于1Ω,選用環(huán)形方式,圍繞變電室布設(shè)接地體,埋設(shè)不得小于1m。在變電室中,應(yīng)選用環(huán)形方式來布設(shè)接地母線,以連接接地裝置[5]。

        2 結(jié)語

        綜上所述,在高速公路隧道工程中常常設(shè)有很多機電設(shè)備,極易遭受雷擊災害,嚴重影響高速公路的正常運行與管理控制,極易造成嚴重的經(jīng)濟損失。所以實施高速公路隧道機電系統(tǒng)防雷措施是非常有必要和重要的。本文通過從電磁脈沖防護措施、直擊雷防護、隧道接地等方面詳細闡述了高速公路隧道機電系統(tǒng)防雷,以期對有關(guān)高速公路隧道機電系統(tǒng)防雷施工技術(shù)人員的施工起到一定的借鑒作用。

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