摘 要:隨著交通事業(yè)的發(fā)展,高速公路的建設(shè)也加快了步伐,但高速公路機電系統(tǒng)一旦遭受雷災(zāi),損失將非常嚴(yán)重,因此,防雷建設(shè)迫在眉睫。良好的接地效果是防雷成功的重要保證之一。文章從高速公路機電系統(tǒng)防雷的重要性出發(fā),分析了防雷接地技術(shù)要求,通過采取相應(yīng)的措施,以達到最佳防雷效果。
關(guān)鍵詞:高速公路;機電設(shè)施;防雷;接地技術(shù);雷電災(zāi)害防護
雷擊是嚴(yán)重的自然災(zāi)害,尤其是在廣東沿海地區(qū),是雷害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。雷電作為一種自然現(xiàn)象,對建筑物和設(shè)備設(shè)施都會造成較大損壞,特別是對高速公路的機電設(shè)備的危害。高速公路機電系統(tǒng)是一個功能強大、設(shè)備種類繁多的電子系統(tǒng),既有強電設(shè)備又有大量弱電設(shè)備,一旦遭受雷擊,將會造成整個系統(tǒng)或部分設(shè)備損壞,不僅給高速公路運營治理帶來極大的不便,而且會帶來巨大的經(jīng)濟損失。而良好的接地效果是防雷成功的重要保證之一,如何做好以防雷接地為核心的高速公路機電系統(tǒng)的防雷問題應(yīng)受到廣泛的重視。
1 系統(tǒng)防雷接地的重要性
防雷接地是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量釋放入大地,是分流和釋放直擊雷和雷電電磁干擾能量的最有效的手段之一,也是電位均衡補償系統(tǒng)的基礎(chǔ)。接地的目的是使雷電流通過低阻抗接地系統(tǒng)向大地釋放,從而保護收費建筑物、電子設(shè)備和人員的安全。沒有良好的接地系統(tǒng)或者避雷設(shè)施,接地不良都會成為引雷入室的禍患,同時還提供了雷電電磁脈沖對電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生電感性、電容性耦合干擾的機會,只有良好的接地,才能有效地降低引下線上的電壓,避免發(fā)生反擊。電子設(shè)備的防雷接地是機電設(shè)備安全穩(wěn)定進行的重要保證。
2 接地的分類
接地的種類按作用主要分為兩類:一是為保護操作人員人身安全及設(shè)備不受損害的接地,稱為保護接地;二是為保障設(shè)備正常運行的接地,稱為工作接地。
2.1 保護接地
保護接地主要指防雷接地和設(shè)備機殼安全接地。防雷接地是指當(dāng)受到雷電襲擊(直擊雷、感應(yīng)雷、靜電感應(yīng)雷、電磁感應(yīng)雷、雷電波引入)時為防止造成損害而采用的接地系統(tǒng)。防雷接地常有信號(弱電)防雷地和電源(強電)防雷地之分,區(qū)分的原因不僅是因為接地的電阻不同,而且在工程實踐中信號防雷地常接在信號獨立地上,和電源防雷地分開建設(shè)。
2.2 工作接地
工作接地是為了使系統(tǒng)以及與之相連的電子設(shè)備均能可靠運行,并保證測量和控制精度而設(shè)的接地。
3 接地阻值的要求
通常在高速公路機電系統(tǒng)的防雷接地的阻值是10 ω,而實際上有不少接地系統(tǒng)要求4 ω或1 ω。但往往對于施工單位忽視了季節(jié)的因素,認(rèn)為10 ω、4 ω、1 ω的接地阻就滿足要求了,但過段時間進行抽測時可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)阻值變大了,其實,道理不難理解,因為土壤電阻是隨季節(jié)變化的,規(guī)范上所要求的接地電阻實際上是接地電阻的最大許可值,為了滿足這個要求,據(jù)相關(guān)資料得出接地電阻要達到:
r=rmax /ω
式中,rmax:接地電阻的最大值,對于常規(guī)高速公路機電系統(tǒng)接地為10 ω、4 ω、1 ω;
ω:季節(jié)因數(shù),根據(jù)地區(qū)和工程性質(zhì)而定,常用值為1.45。
所以通常所說的接地電阻實際為:
r=6.9 ω,rmax=10 ω
r=2.75 ω,rmax=4 ω
r=0.65 ω,rmax=1 ω
如果在機電工程施工時都能按這樣的要求去做,即使在土壤電阻率最高的時候也能滿足設(shè)計要求。
4 高速公路機電設(shè)施防雷接地技術(shù)要點
4.1 保護接地應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行
由于接地良好的狀態(tài)對防雷有非常重要的影響,所以在制作拉地體時一般采用40 mm×40 mm的角鐵,每根長2.5 m,間距約5 m垂直打入地下,頂端距地面約0.5 m,頂端再用40 mm×40 mm左右的扁鐵全部焊接起來,構(gòu)成一個統(tǒng)一的接地系統(tǒng)。
根據(jù)高速公路收費站各種地理環(huán)境,要滿足設(shè)計接地低阻值的要求,做到良好、穩(wěn)定的接地效果應(yīng)因地制宜地進行施工設(shè)計。地網(wǎng)的形狀直接影響接地達到的效果,外場設(shè)備接地可充分利用其基礎(chǔ)的配筋,即在基礎(chǔ)澆筑時將接地極與基礎(chǔ)本身的配筋焊接好,如接地環(huán)境較差,則應(yīng)綜合考慮現(xiàn)場的情況,如地形、含水情況等。