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，將雷電災害降低到最低限度，防雷工程技術(shù)人員應對系統(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)部的設備以及人員的安全而設置的。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，通過在需要保護設備的前端安裝合適的避雷器即過電壓保護，使設備、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)部設施所感應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，導致設備無法正常運行，其重要性不言而喻。
 

二、 設計依據(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《建筑物防雷設計規(guī)范》 
    （6）GB50174-93《電子計算機機房設計規(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，指揮中心機房設在二樓，樓頂是平頂，沒有避雷帶等接閃設施，且樓頂有攝像設備。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施不完善，對建筑物本身及設備的安全，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時，在建筑物四周每個框架柱位置處（橢圓形四周），應用直徑為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，因雷電流過大而導致的泄流后殘壓過大破壞設備或者保護能力不足引起的設備損壞。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)設備的電源第二級防雷保護?；虿捎秒娫捶览啄K。 
    ◇  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備的電源二級防雷保護?；虿捎秒娫捶览啄K。