1、淺談高速公路隧道電氣設備如何防雷及避雷論文導讀：該隧道建在花崗巖石之中,洞內無法利用基礎鋼筋作接地體,只能在電纜溝底部建造接地裝置。(5)洞外廣場攝像機安裝云臺、鏡頭控制線避雷器。隨著國民經濟、科學技術的飛速發展,公路隧道機電設備的自動化程度越來越高,計算機用于自動控制及營運管理也越來越普遍。關鍵詞：公路隧道，避雷，接地裝置該隧道位于江山市峽口鎮與廿八都鎮之間的群山峻嶺之中,在達塢隧道出口的群山腳下為收費所、達塢隧道所辦公大樓,兩者和隧道之間有近百條電力電纜、控制電纜、通信電纜及視頻信號電(光)纜相連接,收費站廣場邊有一排高度為20m的高桿金屬照明燈，離其幾十米處的互通有4桿25米高桿金屬照明

2、燈，隧道與隧道之間都有25米的高桿金屬照明燈及室外可變情報板。隧道所辦公樓倚山而建,其下方是地勢低的多的廿八都古鎮,土質為砂質土壤,土壤電阻率約為400.m,土壤電阻率較高。但在雨季時,由于地下水豐富,其地理地貌十分有利于雷暴的生成發展。免費論文。根據江山市中心氣象臺提供的資料,該地區平均雷暴日為57天,經計算,該建筑物年預計雷擊次數為0.31次/天,屬于雷電活動頻繁、雷擊事故高發地區。免費論文。該建筑物為二類防雷建筑物。近年來,頻繁的雷擊已對隧道的監控系統、通信系統、計算機系統以及室外情報板等造成了一定的危害,因此隧道及建筑物的防雷工作刻不容緩。一、雷擊的特性雷電破壞作用與峰值電流及其波形有

3、最密切的關系,雷電波頻譜是研究避雷的重要依據。從雷電波頻譜結構可以獲悉雷電波電壓、電流的能量在各頻段的分布,根據這些數據可以估算通信系統頻帶范圍內雷電沖擊的幅度和能量大小,進而確定避雷措施;即使在電力系統中,了解雷電波頻譜分析,也有助于采取相應的避雷措施。典型的雷電流為近似的雙指數函數曲線,可用下式表示:i= I0 (e-e-)式中: I0雷電流峰值(從數kA到數百kA);波前衰減系數;波尾衰減系數;i雷電流瞬時值。雷電流曲線峰值的左邊部分稱為波前,從峰值至電流下降到峰值的一半的E點這部分稱為波尾。雷電流波形的波前很陡,通常只有零點幾微秒到十幾微秒,并包含豐富的諧波電流。通過計算(過程從略),

4、可求得雷電波的能量比率積累的頻率分布。雷電波能量比率積累的頻率分布:低頻部分增值快,頻率越高,增值越慢,說明雷電的能量大多分布在低頻部分。從典型雷電波計算得到的數據可知,90%以上雷電能量分布在20 kHz以下。免費論文。即在防雷工程中,只要防止20kHz以下頻率的雷電波侵入,就能把雷電波的能量削減掉90%以上。二、隧道電氣設備防雷工程設計該隧道監控系統設備屢遭雷擊損壞,從損壞的電氣設備分析,都是弱電部分的接口電路或電源電路(如:攝像機解碼板、電源板及攝像頭等)損壞,而且無嚴重燒焦及機械性破壞,推斷應是受到感應雷即雷電電磁脈沖的沖擊影響所致。根據我國建筑物防雷設計規范GB50057-94,參照

5、國際電工委員會IEC1024防雷與接地的有關規定采取屏蔽、泄放、消峰、分流、均壓等電位聯接的原理進行防雷工程的綜合設計和改進。（一）接地系統及措施接地是防雷的基礎,接地系統的設計與施工直接影響防雷的效果。只有良好的接地才能為入侵的雷電流提供暢順的入地泄放通道,同時才能使屏蔽效果得到保障。該隧道建在花崗巖石之中,洞內無法利用基礎鋼筋作接地體,只能在電纜溝底部建造接地裝置。為了減小接地電阻,可采用復合接地體,即水平接地體和垂直接地體相結合的方式,并在接地極周圍填充長效降阻劑。垂直接地體的優點是在雷雨季節能積聚一定的山水,有利于改良接地極周圍的土壤電阻率,降低接地電阻。而水平接地體能擴大地網的接地面

6、積,使隧道成為一個大的均壓體,減少閃擊放電的機會,提高泄放雷電流的能力。（二）屏蔽隧道內的電氣設備,外部電磁干擾主要有三種:雷電的電磁脈沖;電力系統中各種操作過電壓;靜電放電。由于雷電波主要是通過電磁感應和靜電感應,在隧道內的電源線和信號線上產生過電壓波,并沿電纜向兩端傳播沖擊,使得隧道及監控室內的監控設備被擊壞,而雷電從隧道口繞擊進洞內的可能性很小。因此屏蔽只側重于隧道外及洞口附近的各種電纜,將電源線和信號線分別敷設于鍍鋅線槽內,線槽每隔一定距離,按標準進行接地,從而使雷電作為干擾源的影響大大減小。（三）均壓、等電位聯接在隧道的電纜溝內及監控室內建立等電位連接帶,將設備外殼及金屬架構物進行可

7、靠的搭接,就近接地,使整個監控系統處于準等電位水平,在隧道內形成一個均壓帶,避免被保護設備之間在雷擊瞬間形成電位差而產生二次閃擊、閃絡現象而遭損壞。（四）專用避雷器在采取以上措施的同時,為防止感應雷電對一些重要的電氣設備的沖擊,須在其電源或信號輸入端加裝專用避雷器。避雷器的性能必須滿足以下幾點要求:(1)避雷器不會對線路的正常運行造成影響;(2)要有較好的箝位效果,沖擊殘壓盡量小,并在設備的耐壓范圍內;(3)要有足夠的雷電通流容量,雷電發生時自身不會損壞,并能反復使用;(4)能適應惡劣的工作環境;(5)漏電流要小。響應時間要盡可能短,一般要求達ns級。根據理論分析及實際經驗,在下列易受感應雷影

8、響的電氣設備前加裝相應的專用避雷器:(1)在低壓母線、監控系統電源輸出端加裝三相或單相電源避雷器,以防止感應雷電通過電源線損壞監控系統設備;(2)在隧道內攝像機部分解碼器輸入輸出端加裝控制信號避雷器,以防止雷電通過控制信號線損壞攝像機解碼器;(3)在攝像機視頻信號輸入輸出端加裝同軸電纜避雷器;(4)在通信機房配線架裝設交換機配線避雷器;(5)洞外廣場攝像機安裝云臺、鏡頭控制線避雷器。通過以上的技術處理,可有效防止雷電對隧道內電氣設備的影響,最大限度地將雷擊災害減至最小。三、結語隨著國民經濟、科學技術的飛速發展,公路隧道機電設備的自動化程度越來越高,計算機用于自動控制及營運管理也越來越普遍。隧道內機電系統包括:照明、通風、火災報警、閉路電視監控、通信、交通監測控制及供配電系統等都不可避免地會受到雷電災害的影響,如何