高速公路机电设备防雷措施探讨

摘要：高速公路机电设备防雷措施是保证高速公路正常运作的重要因素。文章从雷电的产生原因和雷电对高速公路的危害出发，分析了目前高速公路机电设备防雷措施的不足之处，并提出提高工作人员的专业素养、出台相关防雷监测规范、完善保存事故资料、提高防雷意识等防雷措施。

关键词：高速公路；机电设备；防雷措施

高速公路是国家的经济发展的重要保障，加强高速公路机电设备的防雷措施，保证机电设备的正常运行，是高速公路管理的一项重要任务。

1雷电形成原因

雷电是一种常见的自然现象，出现雷电现象往往伴随着放电的过程，对人类的生产与生活具有一定的危险性。千百年来随着人类对雷电的认识的不断深入，逐渐认识到雷电产生的原因主要是在大气对流的过程中热空气上升，在一定的高度与冷空气发生接触，冷暖空气的摩擦接触形成了带有异性电荷的小水滴。当带有电荷的小水滴聚集到一定程度的时候，就会形成带有电荷的云团。由于电荷的存在，在云团之间和云团与大地之间会形成强大的电场，从而产生放电过程，整个放电过程在瞬间剧烈发生，爆发出强大的电火花，造成空气的体积的剧烈膨胀，由此在空中形成雷电。

2雷电对高速公路的危害

雷电是自然界中普遍存在的一种释放强大电能的现象，具有大电流、强电压的显著特征。强大的电压对电子设备会造成严重的破坏，因此雷电已经被视为电子设备安全性的最大威胁。高速公路上遍布着各种类型的机电设备，这些电子类机电设备大多安置在旷野上，很容易受到雷电的破坏。雷电对高速公路机电设备的危害主要有两类：直击雷和感应雷。直击雷对机电设备造成危害的过程是产生巨大的电流，在云团和大地之间形成较大的电位差，电位差作用机电设备上造成设备的损害和破坏；感应雷对机电设备造成危害的过程是感应电流通过天线、电线电缆等途径侵入机电设备的机房，对机电设备的电路产生破坏，甚至可能烧坏机电设备。在以往高速公路的设计和施工过程中由于认识的浅薄等原因，高速公路的防雷问题往往会遭到设计人员和施工人员的忽视，导致高速公路机电设备的防雷问题成为高速公路系统运行过程中最为薄弱的环节，雷电破坏机电设备的安全事故时有发生。遭受雷电破坏的机电设备，轻则机电设备功能丧失，无法运作，重则导致整个高速公路系统完全瘫痪，无法正常工作，车辆无法安全通行，给高速公路的安全管理构成了严重的障碍，直接影响到公路运行的经济效益。因此保证高速公路的高效运行，对机电设备进行防雷电保护势在必行。

3高速公路防雷措施的不足

通过分析高速公路运作过程中的检测资料、防雷工程的审核资料、高速公路的施工监督资料、工程的竣工验收资料，发现高速公路机电设备的防雷措施存在以下几个方面的不足：（1）高速公路在规划和设计过程中缺乏对统一的防雷方案设计。统一的防雷方案设计是将高速公路的建筑系统与机电系统作为一个有机的整体进行全面的综合性的防雷设计。目前在高速公路的防雷设计的往往将各个板块相互孤立不同的方案分别在不同工程阶段完成，存在较为严重的脱节现象，没有统一性和协同性，导致机电设备部分的防雷效果达不到最佳状态。高速公路系统防雷方案必须将建筑物防雷与机电设备的防雷有机结合，这样才能达到最佳的防雷效果。（2）缺乏对高速公路机电设备防雷措施的足够重视，没有明确的防雷目标。高速公路上的监控设备、收费设备、通信设备、供电设备、隧道通风设备共同构成了高速公路的机电设备系统，机电设备防雷对象繁多复杂。相关设计单位缺乏防雷意识，简单地认为雷电的防护只存在建筑物层面，对机电设备的雷击防护缺乏足够重视，缺乏目标，在设计中防护措施考虑欠缺，设计方案不够到位。（3）高速公路的设计、施工与监理技术人员对机电设备防雷措施缺少专业的认知知识，缺乏相关的施工经验。一定的防雷知识和防雷工程的施工经验对高速公路机电设备的防雷措施的有效实施具有重要影响，然而目前市场上设计、施工与监理技术人员对防雷区域的划分、接地系统的设置、屏蔽措施的应用等专业的防雷措施掌握不够系统，直接导致最终防雷工程的质量低下，相关防雷措施缺乏规范，导致雷电对机电设备破坏较为严重，并造成财产人员的损失，影响高速公路的经济效益。（4）高速公路管理部门对机电设备防雷装置的检测检查和调查分析较为缺失。为了保证防雷装置正常运行，必须对高速公路机电设备进行定期的检查与维护，排除失效的防雷装置，整改损毁的设备系统。每次雷电现象后，及时消除检查中发现的防雷隐患是保证下次发生雷电时进行有效防雷的重要保障。

4高速公路防雷措施的探索

4.1提高工作人员的专业素养

预防雷电的破坏是一门系统的科学，涉及的专业种类众多，包括电子专业、建筑专业、电工专业等专业方向。有效的防雷措施必须具有一定的技术含量，摸清雷电的产生传播的来龙去脉才能提高防雷的效果。提高防雷工作人员的专业素养必须从专业知识、法律意识、技术水平等方面加强对相关人员的培训，引导防雷工作人员自觉学习防雷的相关技术知识、法律常识，丰富工作人员的实际工作技能。只有工作人员具有较高的防雷专业素养，才能更好地适应实际防雷工作需要，在实际工作中有效专业地采取防雷措施，排除相关雷电灾害隐患，确保高速公路的顺利运行。

4.2出台相关防雷监测规范

为保证防雷措施的有效实施，减小雷电灾害对人民群众生命财产安全的伤害，国家颁布了《防雷减灾管理办法》。根据《防雷减灾管理办法》的相关规定，对高速公路的防雷措施提出了全面的管理总则，严格规定设计单位、施工单位、工程监理单位、维护单位及相关从业人员必须具有防雷专业资质和资格，专业技能必须满足相关的专业要求。在高速公路的招投标过程中，对设计方案中防雷措施部分必须进行严格审查，确保其满足《防雷减灾管理办法》的要求。针对防雷工程中的细节问题，国家还需要出台更加具体详细的政策规范说明，尤其是相关的监测规范，加强防雷的监测是有效预防雷电灾害的重要举措。

4.3完善保存事故资料

在人类的历史上，雷电灾害事故数不胜数，每一次的雷电灾害都给人类造成重大的损失，同时也给人类带来了一次更加深入认识雷电的机会。完善保持雷电灾害事故的资料可以为人类认识雷电灾害提供一手的资料，通过大量雷电灾害事故资料的整理与分析，可以找出雷电灾害中对人类生命财产破坏的一般规律，为人类预防下次的雷电事故提供更多的实践经验，降低雷电对人类的破坏作用。完善的雷电灾害事故资料也是人类科学史上重要的科学资料，在若干年后可以成为宝贵的人类文明财产。

4.4提高防雷意识

相关的雷电灾害事故调查表明，高速公路上雷击事故大部分是由于基本的防雷意识缺乏所造成。提高防雷意识要从两方面展开，首先是对公路的设计施工人员进行防雷知识教育，提高其防范雷电灾害的意识，从而在进行高速公路设计的过程中就进行机电设备的防雷保护，防止相关机电设备遭受重大的雷电击穿事故；其次要提高高速公路行驶人员的防雷意识，加强防雷知识宣传，印发相关知识手册，教导一般的防雷措施，保证在高速公路上免遭雷电伤害。

5结束语

雷电的产生对高速公路的机电设备的正常运作构成了巨大的安全威胁，目前高速公路机电设备防雷措施仍然存在着较多的不足，需要从提高工作人员的专业素养、出台相关防雷监测规范、完善保存事故资料、提高防雷意识等方面出发加强对雷电危害的预防。

作者:陈忠 李洁玮 单位:港珠澳大桥管理局

参考文献:

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[2]张长伟.许平南高速公路收费站机电设备防雷方案[J].技术与市场，2013（9）：79-80.