1.中山市新立防雷科技有限公司 广东中山 528437
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摘要：在沿线环境较为复杂、高速公路路段较长等因素的影响作用下，使其较广的隧道防雷设施以及较多的机电设备经常遭受雷电入侵。常年时有遭受雷击导致设备损坏、影响隧道的通信、监控的事故发生，属于多雷电活动区和多雷害发生地。为此，对于高速公路隧道防雷设施而言，其防雷建设的关键意义也就不言而喻了。本文以雷电对于该隧道防雷设施的危害作用为切入点，提出了防雷接地整改技术与方法。
关键词：高速公路；隧道防雷；整改技术
常况下，如今的高速公路隧道的机电设备并不具备良好的电压耐受力和绝缘强度，如遇雷电天气，极易受损。不限于此，高速公路属四周空旷、地形突出、土壤电阻率高且不均匀，是高速公路的典型地理特征。在运行阶段，极易遭受雷电的入侵。
为了进一步提高原有防雷设施的抗雷电能力，减少由于雷害可能造成的损失，依据国标的有关防雷接地的技术规定，加强对高速公路的防雷接地保护设计，对于保障司乘人员、高速公路工作人员的人身安全，保障收费、监控、通信和供配电四大机电系统等重要通信和信息设备的安全运行将具有重要的现实意义。
一、整改技术要求
1独立接闪杆的设计安装
由于各隧道配电房的防雷接地，保护接地等均采用公共接地方式，另外配电房的防雷接地与保护接地引入点又存在安全距离不够。所以时常由于雷电危害而引起配电房机电设备损坏，导致隧道配电房未能正常传输稳定的电源给隧道内各机电设备使用。为了解决以上问题建议采用隔离分流法。增加安装独立接闪杆及专用防雷地网，有效地减少由于雷电直接击中建筑物泄放强大电流时引起地反击现象的影响。
在隧道各配电房左右两侧设计增加2支独立接闪杆（H=15m），采用双支等高接闪杆的保护方式，独立接闪杆的基础及其防雷专用接地装置与配电房的距离为3m，具体独立接闪杆高度及安装方法应根据各配电房几何尺寸按照规范GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录D的相关计算要求，接闪杆的滚球保护半径必须符合GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第5.2.12条。
2人工地网的设计安装
接地是整个防雷系统主要组成环节之一，为了降低防雷地网的接地电阻值，同时也为了将雷电流均匀地泄放入大地，不产生危险的过电压，减少独立接闪杆在被雷击时，由于泄放雷电流时地面电位梯度过大而容易对配电房机电设备产生高压反击的危险，人工附加地网的结构尽量采用闭合的方式设计。人工附加地网的布置应利用隧道配电房附近绿化草坪内的地面积敷设。附加人工地网的垂直接地体采用“LDJ2000”型离子地极或5*50*50热镀锌角钢，每隔3-5米设置一根；水平接地体采用40*4热镀锌扁钢或Φ14热镀锌圆钢，扁钢与角钢应作三面焊接，焊缝饱满，焊接口应进行防锈处理。附加人工地网的埋设深度应≥0.5米，有人行通过的地方，埋设深度应1.0米，埋设接地模块的基坑深度应为1.2米以上。
（1）在各隧道配电房的两侧独立接闪杆基础附近绿化草坪内设计增加安装两组专用独立接闪杆人工附加地网，人工附加地网垂直地极采用“LDJ2000”型离子地极或5*50*50热镀锌角钢，水平地极采用4*40热镀锌扁钢或Φ14热镀锌圆钢。附加人工地网应符合规范GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第5.4.2~5.4.4条的相关要求；地网阻值依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中4.2.1中第8款规定独立接闪杆人工附加地网接地阻值应小于10欧姆。
（2）在各隧道配电房的基础附近绿化草坪内设计增加安装一组设备防雷人工地网，人工附加地网垂直地极采用“LDJ2000”型离子地极或5*50*50热镀锌角钢，水平地极采用4*40热镀锌扁钢或Φ14热镀锌圆钢。附加人工地网应符合规范GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第5.4.2~5.4.4条的相关要求。设备防雷地网接地阻值应小于4欧姆。地网阻值依据GB20343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中5.2.5条规定。
3防雷器（SPD）的配置
从电源系统引入的雷电脉冲对设备造成的损害，占雷击设备损坏的比率较高，做好电源线路的防雷保护是设备防雷的主要内容。根据能量配合原理，从供电变压器的低压侧开始，到隧道内外设备用电，一般应安装三级或以上电源防雷器（SPD），才能有效的将雷电干扰排除。其中，电源一级防雷器将承受整个电源线路浪涌电流的65%以上，属主要的感应雷电流泄放通道！
（1）在隧道各配电房发电机总电源开关处，设计增加T1级电源防雷器（SPD），该防雷器具备工作指示、雷击计数、在线测试、远程监控等功能。
（2）在隧道各配电房分配电箱，设计增加T2级电源防雷器（SPD）。
（3）在主线及各隧道洞内摄像机电源部分处，设计增加安装功率为200W小型隔离变压器。
TN供配电系统电源避雷器的安装见图1。
图1：TN系统中的电涌保护器
1—装置的电源；2—配电盘；3—总接地端或总接地连接带；
4—电涌保护器（SPD）；5—电涌保护器的接地连接，5a或5b；
6—需要保护的设备；7—PE与N线的连接带；
F—保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；
RA—本装置的接地电阻；RB—供电系统的接地电阻
二、整改重要事项说明
高速公路防雷设施在安装时有一定的难度。在施工过程中一些重要事项说明如下：
1安全及应急措施
（1）施工时，应严格安装操作和维护规程进行施工，不得擅自或违规操作，同时还应注意人身、设备的安全。
（2）如果在施工过程中可能会出现与设计文件不完全相符的地方，需进行适当的修改或调整时需要施工方、设计方、建设方等共同协商，争取按最佳方案实施。
（3）焊接接地体时必须持焊工证上岗，同时应做好充分的准备，以防止意外的发生。
（4）室内地线排箱应与建筑立柱等钢筋绝缘。各地线连接处应通过铜螺丝、铜螺帽、弹簧垫片等与地线排接触良好、紧固。
（5）进行地网安装时，必须与建设方相关人员严格核实要开挖的地面下是否存在通信电缆、电力电缆、水沟或其他危险的、不能开挖的地方，出现这种情况时，应与设计方、建设方商讨最佳施工方案，避免出现意外。
2接地引线的敷设
地排的接地引线应尽量短而直的地网相连。布放地线时应有序，避免交叉。地线敷设完毕后，有关孔洞应复原（用防火材料封堵）。
3地线标志
所有防雷器连接线、地线都应做明显的标记。
4焊接点的防腐
所有焊接点是应进行有效的防腐处理，如：沥青、油漆或其他有效方法。（注：对于隐蔽工程部分，应在施工过程中现场随工检查和验收，并作记录）
参考文献：
[1]黄书鹏.高速公路机电系统综合防雷接地措施研究[J].通讯世界,2015(8):219-219.
[2]崔鹏飞.高速公路机电系统过电压保护与防雷接地设计研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(12):199-199.
[3]曹英宝.高速公路机电系统综合防雷接地措施研究[J].交通世界:建养,2011(10):100-101.
论文作者:王肖虹1,庄达2,吴伟娣2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：防雷论文; 配电房论文; 隧道论文; 雷电论文; 地网论文; 高速公路论文; 地极论文; 《基层建设》2018年第3期论文;