高速公路外场监控设备防雷措施探讨

文章摘要：◇所有与接地极连接的导线必须确保连接可靠牢固，尽可能涂上导电膏。保证线路连接可靠、线缆面积足够、雷电泄流通畅。◆目前监控视频摄像机通常采用光纤传输，有些单位认为光缆不受感应雷影响，可以不安装信号防雷器，有些工程商为节约成本省去防雷器件。事实上，为方便维护，解码器、光端机等设施一般都集中在一个保护箱内，且安装在摄像机杆离地1．3米左右，在光端机与摄像机之间有一段5-10米的电缆连接线，其视频线和控制线很容易受到感应雷的坏，而摄像机和光端机上所配的浪涌保护电路防雷效果有限，在实际运行中，就经常出现由于这一原因而使摄像机遭遇雷击的现象。因此，需要在控制信号线的起始端和结束端加装信号防雷器，视频线起始

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◇所有与接地极连接的导线必须确保连接可靠牢固，尽可能涂上导电膏。保证线路连接可靠、线缆面积足够、雷电泄流通畅。

◆目前监控视频摄像机通常采用光纤传输，有些单位认为光缆不受感应雷影响，可以不安装信号防雷器，有些工程商为节约成本省去防雷器件。事实上，为方便维护，解码器、光端机等设施一般都集中在一个保护箱内，且安装在摄像机杆离地1．3米左右，在光端机与摄像机之间有一段5-10米的电缆连接线，其视频线和控制线很容易受到感应雷的坏，而摄像机和光端机上所配的浪涌保护电路防雷效果有限，在实际运行中，就经常出现由于这一原因而使摄像机遭遇雷击的现象。因此，需要在控制信号线的起始端和结束端加装信号防雷器，视频线起始端和结束端加装视频防雷器；在摄像机和光端机的电源输入端也加上电源防雷器件。当然，也可以采用内置光端机的摄像机来减少雷害的发生，目前已有厂家推出内置光端机的一体化球机产品，采用光端机与球机一体化结构设计，光端机模块与球机之间无线缆连接，在球机外部仅有一根光纤和一根经变压器隔离输入的电源线，这样可以避免传统分体式光端机与球机之间因为有各类连接线(如视频线、控制线、电源线等)而引发的感应雷的侵扰，也减少了施工中繁琐的接线工作。

◆监控外场设备要求有一个良好的接地系统，所有防雷设备都需要通过接地系统把雷电流泄人大地。人们习惯单方面追求接地电阻的数值，认为接地电阻越小，防雷效果越好，被保护的对象就越安全。但是，为达到低的阻值，经济支出和施工难度都会增加。按照通常的设计要求，机电外场设备应分别设置防雷接地极(10Ω)和保护接地极(4Ω)，且两地网之间至少要有20m的距离。或者设置共用接地极(1Ω)，如要完全达到以上要求，作为一个独立外场设备接地，困难较大。根据计算，接地电阻为1Ω、土壤导电率为100寸，所需的接地网面积为2500m2。这在施工中难度极大，为此，在实际运用中，一般采用一点共用接地，接地电阻为4Ω，同时，该接地极与从供电点引出的保护接地线并接，或者通过安装地电位均衡器等防雷设备，即可满足要求。

◆为避免土建施工单位不重视基础接地工作，导致影响设备运行安全的情况发生，外场监控设备的基础应交由机电施工单位负责施工，当设备基础开挖后，应先将接地扁钢打入底下1.5-2.0米后再与设备基础的钢筋笼焊接，然后浇灌混凝土。由于设备基础的混凝土在保持与含水分的土壤接触时，毛细管将水分吸到混凝土里，可降低混凝土的电阻率，钢筋混凝土基础完全可以作为良好的接地装置。从混凝土钢筋笼引出接地极后，若测得接地电阻不满足要求，可在设备基础周围补打接地桩。同时尽量利用大桥等构造物的主体钢筋作为设备接地极，从桥墩钢筋网内引出的钢筋是良好接地极，其接地电阻通常远远小于1Ω。

◆隧道广场必须专门设置接地网，一般与强电共用接地网，此日寸，接地电阻应≤1Ω。由于隧道广场的监控设备相对集中，且一般都采用钢管做线缆的护管，因此，应尽量将保护钢管与建构筑物基础的钢筋以及接地网统一连接，钢管和钢管之间也必须用钢筋焊接连通。这样的接地网可以便界面以内的电场分布比较均匀，减少跨步电压对人的危害。

◆隧道内的接地主干线过去通常采用扁钢，经计算4*40的扁钢每一公里电阻为1Ω。如果施工焊接不良，其电阻阻值将变的很大，对隧道内的机电设备的防雷不利，我们采用50mm2的铜缆作为隧道接地主干线与隧道洞口的接地网可靠连接，同时，将接地干线与隧道洞内的预留洞室内的钢筋作重复接地，使接地网更加可靠。

◆隧道内机电设备的防雷保护工作同样重要，一些设计和施工单位认为隧道不在空旷地带，无需进行防雷，其实，隧道就如同一座大型民用建筑，内部所有的通过金属缆线连接的机电设备都必须进行防雷保护，且金属机箱(柜)应与接地系统可靠连接。隧道内安装的CO／VI检测器、车检器以及火灾报警系统，特别是火灾报警器，目前大部分使用日本能美公司设备，采用电缆进行信号传输，容易受到感应雷击。在我省实际运行中，隧道光端机、CO／VI检测器、火灾报警系统都不同程度受到过雷击，也应按照内部防雷的要求进行设计和施工。

        高速公路监控设备的防雷工程是一个综合防护工程，不管如何复杂，都离不开三块内容：良好的接地装置、精心细致的工程施工以及合理的防雷设备选型。其中工程施工更为重要，如果工程技术人员将防雷保护与对待信号干扰一样重视，各种设备、各种电源及信号电缆各自分兵把守、各自保护，就一定能够大大减少雷电的侵害，保证高速公路机电系统的正常运行。

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