摘要：在社会经济和科技快速发展的推动下，高速公路所安装的机电设备类型及功能的复杂程度越来越高，实际应用过程容易受到雷电天气的干扰及不同程度的损坏，对此，应积极开展防雷检测工作，确保高速公路机电系统具有较强的防雷性能，进一步提高高速公路运行的安全性及顺畅性。本文主要针对高速公路机电系统防雷监测要点进行分析和讨论。压电陶瓷换能器
关键词：高速公路；机电系统；防雷检测；要点；
高速公路机电系统是一个功能强大，设备种类繁多的电子系统。由于高速公路一般在远离市区的郊外，所涉地域广、距离长、穿越地形复杂，既有强电设备又有大量弱点设备，极易遭受雷击，造成整个系统或部分设备损坏，给高速公路运营管理带来极大的不便，而且会带来巨大的直接经济损失和间接经济损失，因此机电系统的防雷问题应受到广泛的重视。
高速公路机电系统主要有供配电、通信、收费、监控系统，为了保障机电设备稳定可靠运行以及保障工作人员有安全的工作环境，除了要有直击雷的防护措施外，还要对感应雷的危害性有足够的重视。它无孔不入，波及的空间很大，微电子设备越先进、耗能越小、灵敏度越高，则感应雷的危害越大。所以高速公路防雷工程技术，要在观念上和方法上有所转变。
一、雷击的产生以及雷电入侵机电系统的途径
1、雷击的产生
雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地间迅猛的放电。其中后一种即云层对大地的放电，则对建筑物、人和建筑物内电子设备产生极大危害。影响高速公路机电系统雷击主要有三种形式：
（1）直击雷
指带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，主要危害建筑物、建筑物内电子设备和人。
（2）感应雷
直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以及发生闪击的现象，主要危害建筑物内电子设备。是闪电放电瞬间，在附近导体产生的静电感应和电磁感应现象。
（3）开关过电压
供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等，都能在电泳线路上产生高压脉冲其脉冲电压可达到线电压的3.5倍，从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。
2、雷电入侵机电系统的主要途径
第一，传统避雷针的副作用产生二次感应雷击效应，雷电电流经过避雷针导地时，机电系统的微电子设备受二次雷击效应影响而损坏。
第二，供电系统的供电线路无论是受直击雷还是感应雷电入侵都会产生过电压、过电流，并通过这些线路侵入机电系统设备，造成设备的损坏，同时机房中的UPS、空调、通信等设备也会因过电压、雷过电流而遭到破坏。
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第三，户外的通信线路（包括视频线、网线、通信天线）受到雷电入侵，雷电沿着信号线路和外场设备入口侵入，从而造成设备的损坏。
探针天线
第四，避雷针把强大的电流引入地下时，地电位升高导致一些设备的接地地位升高，形成反击雷，从而侵入用电设备内，并在设备内部件间产生电压差，击穿器件或击毁设备。
二、高速公路机电系统的防雷原则
高速公路的监控、收费和通信系统防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的设备和防雷措施就能完全消除雷电过电压的影响，必须采用综合治理的方法，对症下药将各类可能产生雷击的因素排除，才能将雷害减少到最低限度。
在雷电过电压保护上最好遵守下列原则及建议：
陶瓷纤维棉1、根据电磁兼容原理将过去局部的或单一的雷电过电压保护措施纳入到整体、系统的防雷体系；
2、根据雷电保护区的划分原则，确立高速公路系统雷电过电压保护的思路；
3、根据高速公路系统的供电设备、计算机设备、监控设备和通信设备所处的雷电保护区范围，在雷电过电压保护器件的选择上，应当瞻前顾后考虑其雷电过电压保护器件的各类参数；
4、雷电过电压保护设计中氧化锌压敏电阻的压敏电压应满足城市、郊区、山区的需要，要适合中国国情的要求（电力供电，电压起伏较大的特点）。
三、常见的防雷措施故障
1、接地网故障
接地网是对由埋在地下一定深度的多个金属接地极和由导体将这些接地极相互连接组成一网状结构的接地体的总称。随着时间的推移，接地网会逐渐被腐蚀，影响其接地电阻值，使泄流性能降低。遇到雷击灾害时，由于接地电阻提高，不能起到原有的保护效果，从而影响机电设备的正常运行。
2、避雷器、浪涌保护器故障
低压柜中一般使用避雷器作为防雷装置。在实际使用过程中，避雷器会受到雷击的影响。由于长期受到高频电压的影响，避雷器逐渐出现劣化，从而失效。配电线路端浪涌保护器的性能也会随着时间的推移出现下降;或者遇到雷击，浪涌保护器通断几次后，其元件就会损坏，应及时检测，并进行更换。
3、等电位连接故障
有些等电位连接通过螺母固定，长时间运行，螺母会出现松动，从而造成等电位连接线脱落，使等电位连接失效。
四、机电系统的防雷保护方法
1、电源线路的防雷
高速公路的机电设备的电源装置防雷一般可以分为三级保护：
第一级保护为直击雷保护，高架设备，例如外场摄像、外场情报板，外场VD采用独立避雷针，把雷电引到地下。
第二级保护为过电压保护，10KV高压线末端接入电源变压器处，每相线安装1只电源避雷器。在监控楼内的配电箱里，安装一套电源防雷器，每相容通电流为40KA。
第三级保护为浪涌吸收保护，在每台户外摄像机(如广场摄像机、车道摄像机)的电源输人端，安装电源防雷器。在配电房的低压配电屏上安装三套电源避雷器，其容通电流为50KA，
将电源线上出现的巨大浪涌电流吸收。
2、信号防雷
视频信号防雷：防雷在广场摄像头到控制中心和收费亭的监控摄像头到控制中心的视频传输电缆两端安装视频信号防雷器各一只，以保护摄像头。在公路沿线云台的摄像头上各安装一只视频信号电涌保护器以保护摄像头。
数据信号防雷：在监控中心计算机网络服务器至交换机间安装一个数据线防雷器，以保护服务器。在车道交换机至各个收费亭的工控机安装一个数据防雷器，以保护交换机与收费工控机。在程控电话和紧急电话传输线端安装程控电话电涌保护器。
3、屏蔽与等电位处理
屏蔽是一个重要的措施，对通过空间传播的雷电电磁干扰有很好的防护作用。机电设备的工作地，保护地及房建的防雷地共同使用一个地网，形成一个均匀的电位体，将多组地网采用扁钢连接共地处理，可消除地网之间的电位差，保证设备不因雷电的反击而损坏。在机房室内静电地板下设金属线槽，设备的金属外壳和金属走线架通过连接线连接到接地汇
s100无人机流排，带到屏蔽作用，也形成一个等电位。
结束语
高速公路机电系统的防雷是一项系统工程，要做好高速公路机电系统防雷工作，必须建立合理的防雷接地网，确保畅通的雷电泄放通道，采取良好的雷电屏蔽措施，安装合理的避雷器，就可以将雷电对机电系统的影响和危害成最低程度。提高机电系统运行的稳定性和安全性，而降低系统维护成本，为高速公路收费管理和营运管理提供保障。
太空风洞 参考文献
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