摘 要:隨著交通事業的發展,高速公路的建設也加快了步伐,但高速公路機電系統一旦遭受雷災,損失將非常嚴重,因此,防雷建設迫在眉睫。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防雷的重要性出發,分析了防雷接地技術要求,通過采取相應的措施,以達到最佳防雷效果。
關鍵詞:高速公路;機電設施;防雷;接地技術;雷電災害防護
雷擊是嚴重的自然災害,尤其是在廣東沿海地區,是雷害最嚴重的地區之一。雷電作為一種自然現象,對建筑物和設備設施都會造成較大損壞,特別是對高速公路的機電設備的危害。高速公路機電系統是一個功能強大、設備種類繁多的電子系統,既有強電設備又有大量弱電設備,一旦遭受雷擊,將會造成整個系統或部分設備損壞,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的防雷問題應受到廣泛的重視。
1 系統防雷接地的重要性
防雷接地是讓已經納入防雷系統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的基礎。接地的目的是使雷電流通過低阻抗接地系統向大地釋放,從而保護收費建筑物、電子設備和人員的安全。沒有良好的接地系統或者避雷設施,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備產生電感性、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,避免發生反擊。電子設備的防雷接地是機電設備安全穩定進行的重要保證。
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備不受損害的接地,稱為保護接地;二是為保障設備正常運行的接地,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備機殼安全接地。防雷接地是指當受到雷電襲擊(直擊雷、感應雷、靜電感應雷、電磁感應雷、雷電波引入)時為防止造成損害而采用的接地系統。防雷接地常有信號(弱電)防雷地和電源(強電)防雷地之分,區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。
2.2 工作接地
工作接地是為了使系統以及與之相連的電子設備均能可靠運行,并保證測量和控制精度而設的接地。
3 接地阻值的要求
通常在高速公路機電系統的防雷接地的阻值是10 ω,而實際上有不少接地系統要求4 ω或1 ω。但往往對于施工單位忽視了季節的因素,認為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發現阻值變大了,其實,道理不難理解,因為土壤電阻是隨季節變化的,規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,據相關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,對于常規高速公路機電系統接地為10 ω、4 ω、1 ω;
ω:季節因數,根據地區和工程性質而定,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計要求。
4 高速公路機電設施防雷接地技術要點
4.1 保護接地應按現行國家標準《建筑防雷設計規范》執行
由于接地良好的狀態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,構成一個統一的接地系統。
根據高速公路收費站各種地理環境,要滿足設計接地低阻值的要求,做到良好、穩定的接地效果應因地制宜地進行施工設計。地網的形狀直接影響接地達到的效果,外場設備接地可充分利用其基礎的配筋,即在基礎澆筑時將接地極與基礎本身的配筋焊接好,如接地環境較差,則應綜合考慮現場的情況,如地形、含水情況等。
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