高速公路綜合防雷解決方案

一、 概述： 
    目前國內(nèi)高速公路建設(shè)發(fā)展迅速，為了使高速公路暢通無阻，保證高速公路通信、監(jiān)控、收費系統(tǒng)正常運行，將雷電災(zāi)害降低到最低限度，防雷工程技術(shù)人員應(yīng)對系統(tǒng)進行全面規(guī)劃、綜合治理、制定完善的綜合防雷設(shè)計方案。 
    系統(tǒng)防雷是一項綜合性工程，主要包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩個方面:  
    外部防雷包括：避雷針、避雷帶、引下線、接地極等等，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針、避雷帶、引下線等，泄放入大地。 
    內(nèi)部防雷系統(tǒng)是為保護建筑物內(nèi)部的設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。主要以空間屏蔽、等電位連接、減少接近耦合、過電壓保護等措施，通過在需要保護設(shè)備的前端安裝合適的避雷器即過電壓保護，使設(shè)備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內(nèi)部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄放入地。 
    高速公路，地處較空曠地帶或山區(qū)，容易遭受雷擊，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行，其重要性不言而喻。
 

二、 設(shè)計依據(jù)： 
    （1）IEC61024《建筑物防雷》 
    （2）IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》 
    （3）ITU K25《光纜的防雷》 
    （4）ITU K27《電信大樓內(nèi)的連接結(jié)構(gòu)和接地》 
    （5）GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》 
    （6）GB50174-93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》 
    （7）GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 
    （8）GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 
    （9）GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》 
    （10）YD5078-98《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 

 

三、 設(shè)計方案： 
    1、 外部防雷： 
    高速公路征管所及收費站地處空曠的地帶或山區(qū)，屬于多雷區(qū)地帶。就其建筑物本身來說，無論是征管所還是收費站，其占地面積都不小，根據(jù)防雷規(guī)范的規(guī)定，并結(jié)合高速公路信息指揮中心的重要性，按二類防雷建筑物來設(shè)計本工程方案。 
    高速公路征管所是一個框架建筑，指揮中心機房設(shè)在二樓，樓頂是平頂，沒有避雷帶等接閃設(shè)施，且樓頂有攝像設(shè)備。而收費站雖然是金屬桁架頂棚，但其支撐的金屬框架柱卻未做接地處理 
由上述可以看出外部防雷設(shè)施不完善，對建筑物本身及設(shè)備的安全，存在不可忽視的隱患。對以上建筑的外部防雷不完善之處，建議如下整改： 
    a) 高速公路征管所辦公樓外部防雷整改措施： 
在辦公樓二樓樓頂，沿女兒墻四周鋪設(shè)直徑為10毫米的熱鍍鋅圓鋼，每隔1m用支撐卡子固定在女兒墻上。支撐卡子為L型，用直徑10cm的熱鍍鋅圓鋼， 長度為21cm，其中嵌入砼5cm, 露在女兒墻上高10cm, 與避雷帶焊接長度不小于6cm(采用雙面焊)。 
    另外 避雷帶沿女兒墻四周鋪設(shè)時，在建筑物四周每個框架柱位置處（橢圓形四周），應(yīng)用直徑為10mm的熱鍍鋅圓鋼，將其與建筑結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋相焊接，每個焊接處的平均距離不超過18米。即引下線數(shù)量不小于六根。并在該樓樓頂四角處設(shè)四根1米長的避雷針，且與避雷帶相連。 
    b) 高速公路收費站外部防雷整改措施： 
因收費站是金屬框架結(jié)構(gòu)，所以其建筑本身就是一個接閃裝置，只是其沒有做好接地處理。方法是將收費站四個外包不銹鋼柱子表面金屬開挖一個50cm*50cm的口子，用截面50*5的熱鍍鋅扁鋼一端與收費站金屬框架柱相焊接，另一端沿收費站內(nèi)地溝與收費亭內(nèi)地溝中接地扁鋼（其接地電阻值經(jīng)檢測為1.5歐姆）相焊接。 
    2 、 內(nèi)部防雷： 
    （ 3-2-1 ）電源系統(tǒng)防雷 
根據(jù) IEC1312 防雷及過電壓規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的劃分，針對重要系統(tǒng)的防雷應(yīng)分為三個區(qū)，分別加以考慮。只做單級防雷可能會帶來，因雷電流過大而導(dǎo)致的泄流后殘壓過大破壞設(shè)備或者保護能力不足引起的設(shè)備損壞。電源系統(tǒng)多級保護，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級過電壓的侵襲。 
    第一級電源防雷： 
    根據(jù)國家有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規(guī)定，外接金屬線路進入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽 15 米以上的距離進入建筑物，且要在建筑物的線路進入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進入端安裝低壓端的總電源防雷器，將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設(shè)備的安全。 
作為系統(tǒng)電源進線端的主級防雷器，在雷擊多發(fā)地帶至少應(yīng)有 60-100KA 的通流容量，可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的雷擊過電壓限制到數(shù)千伏，防雷器可并聯(lián)安裝在辦公樓的總配電柜內(nèi)的電源進線處或配房低壓輸出端。 

 

     ◇  在高速公路征管所配電房低壓輸出端并聯(lián)安裝壹套 B 級電源防雷箱，用于征管所整體設(shè)備的電源第一級的防雷初級保護?；虿捎肨ECHWIN電源防雷模塊，并聯(lián)安裝在配電房低壓輸出端。 
     ◇  在高速公路收費站的三相電源總進線端，并聯(lián)安裝壹套電源防雷模塊，用于收費廣場中所有電氣設(shè)備的電源前級防雷保護。 
    第二級電源防雷： 
    分配電柜的電源防雷器，對通過電源初級防雷器的雷電能量進一步泄放，可將幾千伏的過電壓進一步限制到 1 點幾千伏，雷電多發(fā)地帶需要具有 40KA 的通流容量，防雷器可并聯(lián)安裝在分配電柜處。 
    具體措施： 
    ◇  在高速公路征管所二樓監(jiān)控中心辦公室電源總進線處，并聯(lián)安裝壹套電源二級防雷箱 ,  用于征管所二樓重要辦公室內(nèi)設(shè)備的電源第二級防雷保護。或采用電源防雷模塊。 
    ◇  在高速公路收費各站的單相電源進線端，并聯(lián)安裝壹套電源二級防雷箱,用于收費廣場中所有電氣設(shè)備的電源二級防雷保護。或采用電源防雷模塊。