摘要:为减少雷电对高速公路隧道机电系统的影响,保证车辆在隧道中的安全通行,需要做好其雷电防护措施。就高速公路隧道机电系统的防雷措施进行探讨,从直击雷防护、接地措施、电磁屏蔽、均压措施、SPD防雷措施等方面进行阐述。
隧道是高速公路的重要组成部分,既节约了建设资源,也实现了公路的快速通行。高速公路隧道一般是开凿在山区和地形复杂的地方,隧道内的机电系统也要沿着隧道布设,具有点多、面广、线长等特点。隧道机电系统一般包括照明系统、通信系统、监控系统、通风系统等多个系统。隧道机电系统的控制室和变电室一般设置在隧道附近的高点,处于雷电高发地段。因此,隧道机电系统就容易受到雷电灾害的威胁,影响隧道机电系统的正常运行。因此,做好隧道的防雷工作可以保障隧道机电系统的稳定运行,是高速公路机电防雷中的重要一环。本文将阐述高速公路隧道防雷工作中的要点,从直击雷防护、接地、屏蔽、均压、SPD等方面进行阐述。
1、直击雷防护
1.1 变电室防雷措施
处于隧道外的变电室所在建筑物应装设避雷针或避雷网,避免变电所遭受直击雷。变电所高压侧应装设避雷器,所有母线和架空进线上都要安装,且应该以最短的距离和所在建筑物的接地网连接,来保护变压器免遭雷电冲击波入侵。变电所低压侧应装设避雷器,防止雷电波沿低压线路进入损害低压设备[1,2,3]。
1.2 架空线路的防雷保护
变电所引入线路一般为架空线路,架空线路上应装设避雷线。对不设避雷线的架空线路,应采取措施提高防雷水平,可采用木横担、瓷横担等绝缘子,提高防雷电冲击波的能力。
1.3 机房防雷保护
机房若位于隧道外,需在机房所在建筑物四周敷设避雷带,以建筑物自身的钢筋结构作为引下线,连接到建筑物接地网。机房内应设置环形的接地母线,将机房内的设备外壳、电缆外壳、金属管道等金属部件以最短距离与接地母线相连。且机房内的环形接地母线与接地网应该互相连接,连接线要大于4根,且间距应小于18 m。
2、隧道接地
隧道接地系统的合理、科学设计和施工是提高隧道机电系统防雷水平的重要保证,良好的接地可以抵消雷电带来的不利影响,做好隧道的接地系统十分重要。
2.1 隧道内接地装置
隧道防雷接地系统一般设置在隧道口,通过扁钢与接地体相连引入隧道中作为接地。但是这种方式对于短隧道的效果较好,对于长隧道的效果并不理想。对于长隧道,需要在隧道两侧电缆槽内敷设扁钢,每隔50 m引一根钢筋和隧道内原有的钢筋网进行焊接,同时每隔50 m,从洞内留出钢筋供隧道内的设备接地,通过这种方式提高隧道的接地效果。
2.2 隧道变电室的接地装置
隧道变电室的接地电阻要求在1Ω之内,接地体应布设成环形方式环绕变电所,埋深要大于1m。变电室内应设置环形的接地母线与接地装置相连。
3、电磁脉冲防护
3.1 隧道机电设备防雷屏蔽
在高速公路隧道机电设备会受到雷电所产生的强电磁脉冲的干扰影响。高速公路隧道机电设备受直击雷的可能性极小,所以隧道内的设备防雷侧重于对引入的电力和通信线缆进行雷电防护。主要方法是通过在隧道外及洞口附近,将电力线路和通信线路敷设在金属管槽内,金属管槽接缝处要做好跨接,每隔25 m都要接地一次,从而实现屏蔽,防止雷电电磁脉冲破坏设备内的设备[4,5]。电子设备需利用金属网、箔、壳、管等金属保护物包围起来。
3.2 等电位连接
雷电会产生瞬间高压,和附近的金属物体产生电位差,造成电压反击,从而损坏设备。采取等电位连结可以实现电位均衡,有效防止因电位差造成的电压反击,从而保护设备安全。在隧道内车道两侧分别设置贯穿隧道的等电位连接带,与隧道的结构钢筋可靠电气连接,且宜每间隔50 m做一次重复接地。在隧道内各区域控制器(箱、屏)及机电设备预计安装处预留等电位端子板,等电位端子板应与等电位连接带可靠电气连接。
隧道内信号线缆、电力线缆应分开布设,在距隧道洞口100 m内的位置,应采取封闭的金属桥架布线,并与等电位连接带连接至少两处。隧道洞口外的金属广告牌及指示牌、路灯及信号灯金属杆、摄像头金属支撑杆等金属物应就近与贯穿隧道的等电位连接带相连,若相距20 m以上,可设置独立接地装置,防雷接地电阻值不宜大于10Ω、保护接地电阻值不宜大于4Ω。
3.3 SPD防雷
对于一些重要机电设备,应在设备的电源、信号输入端装设专用SPD进行防护。主要设备包括:监控探头、照明系统、通信设备等。隧道洞口外的供配电线路应采用金属外护套电力电缆埋地敷设。洞外配电箱内应安装满足Ⅰ级试验的电源电涌保护器,洞内配电箱宜安装满足Ⅱ级试验及以上的电源电涌保护器。Ⅱ级试验参见GB 50057—2010中2.0.37。洞外监控设备(测速仪、可变限速标志等)、情报板、摄像机等的电源端应分别安装满足Ⅰ级试验的电源电涌保护器,有关数据信号金属线入线端应分别安装适配的信号电涌保护器。
洞内监控设备(车辆检测器、风速仪、摄像机等)的电源端应安装满足Ⅱ级试验的电源电涌保护器,有关的数据信号金属线缆输入端上应安装适配的信号电涌保护器。紧急供电用UPS电源的输入、输出端应分别安装不低于Ⅱ级试验电源电涌保护器。UPS直流输入端宜安装满足直流供电电压要求的电涌保护器。
4、隧道机房雷电防护的要求
机房是机电系统的心脏部分,应加强机房的雷电防护措施,机房的防雷措施还需注意以下事项:
机房宜设置在所处建筑物近中心层低层部位的LPZ1区及其后续防雷区内;机房所处建(构)筑物应具有完善的直击雷和雷击电磁脉冲防护措施;机房内交流工作地、安全保护地、直流地、屏蔽地、防静电接地、防雷接地等应采用共用接地方式;在机房应预留不少于两处等电位连接端子板,并应就近与结构主钢筋可靠电气连接;机房外墙的钢筋宜适当加密,门窗宜采取屏蔽措施,并与建筑物内的结构主钢筋可靠电气连接。
监控中心等重要机房的外墙钢筋网孔尺寸不宜大于200mm×200mm;机房应设置防静电地板,应在防静电地板下设等电位连接网络,并与预留的等电位连接端子板可靠电气连接;进出机房的金属管、槽、线缆屏蔽层等装置外可导电部分及设备金属外壳、机柜、机架等装置的外露可导电部分应就近与等电位连接网络可靠电气连接;机房天花板、墙面宜选用耗散性材料,机房内各重要电子设备距外墙及柱、梁的距离不宜小于1m,条件不允许时,对设备应采取电磁屏蔽措施;机房内电源配电箱处应安装电压保护水平与被保护设备的耐压水平相适应的电涌保护器;进出机房的各类信号线缆应分别安装相适配的电涌保护器。
信号电涌保护器应满足信号传输频率、传输介质、工作电平、网络类型的需要,同时接口应与被保护设备兼容;引向机房的电源线路、通信线路应采用屏蔽线缆或者敷设在金属管道内,并要求埋地敷设。从机房里引出去的金属管、线路也应埋地敷设,在机房外的埋地距离应大于10m。
5、结语
雷电防护是一项系统工程,高速公路隧道里面的机电设备种类较多,容易遭受雷击灾害,给高速公路运行管理带来不便,还会造成经济损失。隧道机电系统的稳定运行关系着高速公路交通的安全和正常运行。所以,要提高对高速公路隧道防雷的重视程度,采用科学、系统的防雷措施确保隧道机电设施的稳定运行。
参考文献:
[1]朱大德.公路隧道防雷接地系统的研究[J].科技信息,2011(15):379-380.
[2]麻锐敏.电子信息设备的防雷对策研究[J].自动化与仪器仪表,2018(2):26-28.
[3]陈思彤.建筑物弱电系统防雷技术应用[J].农业与技术,2019,39(17):138-139.
[4]姚琳,周俊坚.高速公路隧道机电设备防雷接地系统技术要点[J].中国新技术新产品,2015(24):190.
[5]孙涛.电子信息系统防雷接地技术探析[J].山东工业技术,2018(4):142.
吴永泉,林阿太.高速公路隧道机电系统防雷措施探讨[J].山西建筑,2020,46(13):90-91.
分享:
2022年发布《水运“十四五”发展规划》,明确了进一步打造高能级港口枢纽、推动联运高质量发展、引领智慧水运新发展、提升管理能力与水平等发展目标。由此可见,在新发展格局下,沿海港城融合发展是沿海港口城市的必由之路,精确地识别出沿海港城互动关系,总结好沿海港口城市的发展特征。
2024-04-17土石方调配通常包括不同区域的挖掘、装载、搬运、卸载和压实作业,普遍存在于道路、土石坝、大型场平等工程建设项目中[1,2],是建筑工程的基本组成部分。土石方调配可分为填挖匹配和运输路径规划两个阶段,旨在通过合理优化填挖匹配方案与运输路径规划方案,提高工程效率、降低施工成本。
2024-01-03随着城市发展,难免出现新建道路下穿或并线既有结构情况[1,2,3,4,5]。高铁桥梁桩基周边开挖施工引起的地层应力和变形是造成附近结构和设施承受附加荷载、产生附加变形的根本原因之一。由于高速铁路运行速度快,对变形要求严格[6,7],有必要针对具体地质状态和施工工况开展新建道路对既有高铁影响研究。
2024-01-02螺栓连接相比于焊接、铆接等连接方式,具有安装方便、质量可靠等优点,故广泛运用于众多领域,尤其是在钢桥中[1]。螺栓连接的质量直接关乎着整个结构的安全性,所以应在施工和运营阶段始终保证其质量安全可靠。但是,在实际运营过程中,由于各种复杂作用的综合影响,螺栓难免会长期处于振动和负荷状态,甚至受到冲击,因此螺栓可能会出现脱落现象,危及整个结构的安全[2]。
2023-12-31近年来我国风力发电技术快速发展,山地风电场建设数量与规模也在不断增加。目前我国已建成的山地风电场主要集中在滩涂、平原以及山地地区,对于山地风电场建设而言,为了满足相关材料与风电机组设备运输需求,在山地风电场建设的同时还要修建相应的道路。山地树木茂盛、地势较高、地形复杂,这些都给山地风电场道路工程设计带来了巨大挑战。
2023-11-22针对近年来频发乘客袭击驾驶员事件,本文采用Python语言、计算机视觉技术、传感器技术等技术设计出一套公交智能预警系统,对驾驶室内人员人脸检测、人脸识别、异常行为分析、危险警报、视频录制等操作,以便于及早干涉或制止公交车上潜在的危险,有效地保障公交车驾驶员和乘客的人身安全。
2023-09-01智慧港口是以云计算、大数据、物联网、移动互联网、智能控制等新一代信息技术与港口运输业务深度融合为核心,能够在更高层面上实现港口资源优化配置,本文针对智慧港口关键装备集装箱起重机整机轻量化技术、主梁优化结构设计技术、复合防摇摆技术、CMS信息化管理技术以及安全冗余控制技术等开发而成。
2021-10-26传统的工程护坡方式投资大且不利于生态恢复,岩质高边坡生态袋护坡技术是一种应用生物和物理手段重建满足植物生长所需要土壤环境的新型生态护坡技术,通过严格的施工工序,将生态袋永久固定在岩质边坡上,不但具有保水性、透水性、透气性,适于植物生长等性能,还能恢复因施工对岩体造成的破坏,达到防止水土流失、美化生态环境的效果。介绍了生态袋护坡技术的具体施工流程。
2021-08-06为了给我国琼州海峡和渤海海峡跨海工程建设方案、建设时机的选择提供借鉴,从中日两国跨海工程的特征、经济发展的水平等方面,采用对比分析的方法,分析了日本跨海工程的建设背景、决策依据、经验教训。研究结果表明:根据我国国内生产总值和跨海工程投资占比分析,我国目前已经具备了渤海和琼州海峡跨海工程建设的技术和经济条件。
2021-06-30国际陆港是一种依托铁、公等陆路交通集散通道、衔接内陆地区干支线与沿海地区港口兼具口岸功能的物流枢纽,近年来西安国际港务区、郑州国际陆港、成都国际铁路港、青岛国际陆港等迅猛发展起来,陆港国际化建设不断推进,对外开放平台深度搭建[1]。但在陆港实际规划和发展中存在一些问题,突出表现在:空间形态是支撑,未明确“因地制宜、协同发展”的空间规划思路。
2021-06-18人气:4623
人气:4322
人气:3466
人气:3325
人气:3293
我要评论
期刊名称:公路交通技术
期刊人气:538
主管单位:重庆市交通委员会
主办单位:重庆交通科研设计院
出版地方:重庆
专业分类:交通
国际刊号:1009-6477
国内刊号:50-1135/U
邮发代号:78-139
创刊时间:1985年
发行周期:双月刊
期刊开本:大16开
见刊时间:4-6个月
影响因子:0.447
影响因子:0.086
影响因子:0.000
影响因子:0.000
影响因子:0.000
400-069-1609
您的论文已提交,我们会尽快联系您,请耐心等待!
你的密码已发送到您的邮箱,请查看!