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 一、概述 

高速公路综合防雷系统的防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主、安全第一的指导方针。 
高速公路综合防雷系统应根据所在地区雷暴等级、设备放置在雷电防护区的位置不同,采用不同的防护标准。为确保防雷设计的科学性、先进性,高速公路建设工程在设计前宜做高速公路沿线现场雷电环境评估。 
根据相应的防雷规范要求、地方标准及有关技术负责人员的介绍和现场实地勘察设计防雷方案。 

二、实施方案


1.直击雷防护措施 
由于监控中心内有大量实时运行的电子、微电子设备,根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的规定,可定为二类防雷建筑。
1.1 隧道监控中心防雷保护
1.1.1 接闪器
在监控中心大楼及变电所的顶上,沿女儿墙四周铺设直径为10毫米的热镀锌圆钢,每隔1m用支撑卡子固定在女儿墙上。支撑卡子为L型,用直径10cm的热镀锌圆钢, 长度为21cm,其中嵌入砼5cm露在女儿墙上高10cm与避雷带焊接长度不小于6cm(采用双面焊)。
1.1.2 引下线
避雷带沿女儿墙四周铺设时,在建筑物四周每个框架柱位置处(椭圆形四周),应用直径为10mm的热镀锌圆钢,将其与建筑结构柱内主筋相焊接,每个焊接处的平均距离不超过18米,即引下线数量不小于六根。
1.1.3 接地装置
隧道接地网由电源的工作接地、防雷接地、安全接地、信号设备的接地组成, 是一个综合的接地体,接地电阻要求小于1Ω。
因此可以采用新型的防腐长效接地极,共有220根,垂直接地极洞口段的长度方向上为40根;在每个横向通道上为5根,共计为20根;在变电所的横向通道上为20根;在端部接地网为140根,用扁钢焊接起来。


1.2 收费站防雷保护
1.2.1 接闪器
高速公路收费站是金属框架结构,利用建筑本身作为一个接闪装置。
1.2.2 引下线
利用收费站四个外包不锈钢柱子作为引下线。在其表面金属开挖一个50cm*50cm的口子,用热镀锌扁钢一端与收费站金属框架柱相焊接,另一端沿收费站内地沟与收费站的基础钢筋相焊接。
1.2.3 接地装置
建筑物本身的接地电阻不满足规范要求,所以应采用人工接地体。


2.雷击电磁脉冲(LEMP)的防护措施 
雷击电磁脉冲(LEMP)所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压,击毁各类用电设备和微电子芯片,因此在实施防雷工程时必须将感应雷击作为重点,进行有效的防御。在设计综合防雷时,应从以上通道进行重点防护,同时做好等电位连接和共用接地系统。 


2.1 电源系统的防护措施 
在监控中心大楼的总配电盘上安装一套雷电通流容量Iimp≥25kA(波形10/350μs),响应时间Ta≤100ns的三相电涌保护器SPD1,型号为:ACM-T1-BC,作为一级保护。 
在楼层分盘上安装一套雷电通流量Imax≥40kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的三相电涌保护器SPD2,型号为:ACM-40,作为二级保护。 
在UPS电源前安装一套雷电通流容量Imax≥20kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD3,型号为:ACM-20,作为三级保护。 
在UPS电源后或设备前安装一套雷电通流容量Imax≥20kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD4,型号为:ACM-20,作为四级精细保护。 
在收费亭内的供电线路上各安装一套雷电通流量Imax≥20kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD,型号为:ACM-20,保护各亭收费计算机、票据打印机、收费指示板、指示灯、自动拦杆、车道控制器、语音提示系统、对讲机等电源线路安全。 
广场摄像头头部低压直流供电线路两端各安装一只通流容量In≥5kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的低压电涌保护器SPD,以保护低压直流供电线路安全,型号为:ACM-10
在公路沿线的云台摄像头供电线路配电盘输出端各安装一套雷电通流量Imax≥40kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD1,型号为:ACM-40,作为一级保护;在直流整流供电设备前安装一套雷电通流量Imax≥20kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD2,型号为:ACM-20,作为二级保护;在摄像头直流供电线路上安装一只通流容量Imax≥10kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的低压电涌保护器SPD3以保护摄像头供电线路安全,型号为:ACM-10,作为三级保护。 
在进、出高速公路两端和中间的大型电子显示屏电源线路配电盘上各安装一套雷电通流量Imax≥40kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD1,型号为:ACM-40,作为一级保护;在稳压整流器设备前安装一套雷电通流量Imax≥20kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD2,型号为ACM-20,作为二级保护;在末级设备供电处安装防一套通流容量Imax≥20kA(波形8/20μs),响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD3,型号为:ACM-20,作为三级电源保护。 
(具体见SPD型号附表)


2.2 视频信号传输线路的防护措施 
   2.2.1 在广场摄像头到控制中心和收费亭车道的监控摄像头到控制中心的视频传输电缆两端应安装视频信号SPD各一只,型号为:ZVS-RJ45,以保护摄像头。 
 2.2.2 在公路沿线云台的摄像头上各安装一只视频信号电涌保护器,型号为:ZVS-RJ45,以保护摄像头。 


2.3 收费系统信号线的防护措施
2.3.1 在监控中心机房计算机网络服务器至网络交换机(HUB)间安装一只计算机网络信号SPD,型号为:ZVS-RJ45,以保护服务器。 
2.3.2 在监控中心机房网络交换机至收费亭的微机间的数据线两端各安装一只计算机网络信号SPD,型号为:ZVS-RJ45,以保护网络交换机和收费亭微机网络端口。 
2.3.3 在电子显示屏的光、电端机编码器之后至控制器两端各安装一只数据线SPD,型号为:ZVS-ICS24,以保护光、电端机、编码器和控制器。 
2.3.4 收费亭与监控中心有线对讲系统两端各安装音频信号避雷器一只,通流容量5KA(波形8/20μs),型号为:ZVS-ICS180。 
 


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