已被维修好的高速路防护栏.-为 方便 巴中5村民破坏高速防护栏被刑拘
赵永云 刘刚 林志辉 王宇欣
[摘 要]本文针对高速公路建筑物及机电系统的特点，依据国家技术规范要求，明确了针对性的雷电综合防护措施，从公高速公路建筑物直击雷防护，电源、通信、监控、收费系统雷电感应防护及防雷接地系等方面，论述了高速公路综合雷电防护的重要性及具体技术要求，供再建工程参考。
[关键词]高速公路；通信；监控；视频；综合防雷；防雷接地
中图分类号：P429 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0344-01
1 引言
高速公路收费站因其特殊的地理环境和设备自身的特点，在雷雨天时导致机电系统经常遭受雷电侵害，轻者部分设备被雷电击坏系统丧失部分功能，重者全系统瘫痪，经济损失惨重，给交通安全带来极大隐患。本文提出较全面的雷电防护措施，并对传统的雷电防护方式提出改进。
2 高速公路概况
高速公路主要由通信、监控、收费系统的组成。每一条高速公路在其管理的区间内均设有一监控中心大楼。监控中心设置有大型地图板和监控电视系统，并配有多画面切换控制设备、视频监视器、低速录象设备及自动转换装置。配备有计算机网络系统、负责管理各收费站的收费信息、紧急电话的控制、公路出入口及中间各大型电子显示屏的控制和公路沿线的小型电子提示牌的控制等。每个收费站配备有光缆通信设备，收费用的计算机局域小网，收费站信号灯控制系统，监视、摄像、记录系统，控制操作台，站内电话控制台、无线对讲电话等。每个收费亭内配备有收费计算机网络系统工作站专用计算机，收费票据打印机，收费指示板，指示灯，车道控制机，自动栏杆，语音提示系统，车辆过境自动计数器，对讲电话和空调及供电系统等设备。公路沿线及收费站广场设置了多个监控摄像头，将摄像头的视频信号通过光缆、同轴电缆、对称电缆或通过微波传输系统，将视频信号或语音信号传到中心监控室，以利控制中心掌握公路沿线的车辆行驶运行情况，便于指挥调度。
3 雷电综合防护
3.1 建筑筑物直击雷防护
根据GB50057-2010建筑物防雷设计规范及其他有关规范，收费站应划为第二类防雷建筑物，通信、监控系统也应根据上述实际情况进行防雷接地设计与施工。监控楼、通信楼、收费天棚等建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置。将建筑物的钢筋混凝土屋面板、梁、柱、基础钢筋、金属门窗、金属防盗护栏等较大金属构件等电位连接，构成等电位“法拉第笼”，以改善建筑物内电磁环境。建筑物内部所有不带电金属物体应电气连通，实现建筑物内部的等电位。屋面上的所有金属物均应与楼顶避雷装置多点可靠电气连接。
3.2 电源系统的雷电感应防护
在各收费站大楼、监控中心大楼的供电接地采用TN-S系统，在总配电盘上安装一套标称导通电流In=100KA，标称导通电压Un≤4Uc（Uc最大工作电压），响应时间Ta≤100ns的三相电压开关型电涌保护器SPD1作为一级保护。在UPS前安装一套标称导通电流In=40KA，标称导通电压Un≤3Uc（Uc最大工作电压），响应时间Ta≤50ns的三相限压型电压保护器SPD2作为二级保护。在UPS电源后安装一套标称导通电流In=20KA，标称导通电压Un≤2.5Uc（Uc最大工作电压），响应时间Ta≤50ns的三相限压型电涌保护器SPD3作为三级保护。在监控中心设备前安装一套标称导通电流In=20KA，标称导通电压Un≤2.5Uc（Uc最大工作电压），响应时间Ta≤50ns的三相限压型电涌保护器SPD4作为精细保护。在收费亭的供电线路上各安装一套标称导通电流In=20KA，标称导通电压Un≤2.5Uc（Uc最大工作电压），响应时间Ta≤50ns的电涌保护器SPD保护各收费亭计算机、票据打印机、收费电子指示板、指示灯、自动栏杆、车道控制器、车流量检测系统、语音提示系统、对讲机等电源线路的安全。监控中心和收费亭设备的电源插座改用防雷接线板，作为精细保护。在监控室与车道对讲电话24V直流电源线路上安装直流电源SPD一只，其工作电压Un≤1.5Uz（Uz直流工作电压），标称导通电流In≥5KA，响应时间Ta≤50ns直流电源SPD。在摄像头直流供电线路两端各安装一套标称导通电压Un≤1.5Uz（Uz直流工作电压），标称导通电流In≥5KA，响应时间Ta≤50ns的电涌保护器SPD，保护低压直流供电线路安全。
3.3 视频信号传输线路的防护措施
在广场摄像头到控制中心和收费亭车道的监控摄像头到控制中心的视频传输电缆两端应安装视频信号SPD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。在收费电脑视频卡视频输入、输出BNC端口安装视频信号SPD各1个保护收费电脑。
3.4 收费系统信号线的防护措施
在监控中心机房计算机网络服务器至网络交换机（HUB）间安装一只计算机网络信号SPD以保护服务器。在监控中心机房网络交换机至收费亭的微机间的数据线两端各安装一只计算机网络信号SPD以保护网络交换机和收费亭微机网络端口。在电子显示屏的光、电端机编码器之后至控制器两端各安装一只数据线SPD以保护光、电端机、编码器和控制器。收费亭与监控中心有线对讲系统两端各安装音频信号避雷器1个。宜在程控电话和紧急电话传输线两端安装程控电话SPD，其标称导通电压为Un≤1.5Uc，雷电通流量Ia≥5kA，响应时间Ta≤50ns的程控电话SPD。
3.5 接地系统
接地采用共用接地，即由防雷接地、交流工作地、直流工作地、安全保护接地共同组成，其接地电阻值应考虑以接入设备的要求最小值来确定。机房接地应沿计算机机房防静电地板下四周安装环行均压环，根据设备外壳接地需要和避雷器接地需要在相应的位置上钻孔连接（必须用铜螺丝）。系统内的防雷地、静电地、屏蔽地、直流地、绝缘地、安全保护地等接地直接连接到均压环上。配电房及业务办公楼利用建筑物的基础钢筋作为自然接地网。收费大棚利用收费天棚的钢筋混凝土基础作为接地网，接地电阻值不宜大于1Ω，如达不到要求的，应在收费天棚一侧的空地上设置人工接地体。收费岛设置供岛上机电设备等电位连接和接地的等电位均壓环，均压环利用收费岛内的基础钢筋。收费岛上安装的收费亭，收费、监控、通信等机电设备处预留等电位接地端子板，收费亭及附近的线缆沟内应分别预留与等电位均压环可靠电气焊接的接地端子板。收费岛的等电位均压环进行可靠的电气连接，并与收费天棚地网可靠连接，组成收费岛共用接地系统。收费广场高杆灯、外场摄像设备接地与收费场所站地网共地。
4 结论
高速公路雷电防护措施应根据被保护物所处的地理、地形、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，并结合高速公路建筑物及机电系统的特点，在采取雷击风险评估的基础上进行防雷设计。并从雷电防护的综合性、系统性、科学性及经济实用性的观点出发，做到安全可靠、技术先进、经济合理，使得防雷措施的防护效果得到进一步提升。
参考文献
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