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公路機(jī)電設(shè)備的防雷分析
在公路機(jī)電系統(tǒng)中設(shè)置防雷裝置，可以有效的避免雷電災(zāi)害，保障機(jī)電設(shè)備的正常工作。但是由于防雷裝置的壽命限制，一些裝置已經(jīng)處于高齡階段，裝置失效的情況常常發(fā)生，從而導(dǎo)致機(jī)電系統(tǒng)遭受雷擊損害。下面是小編搜集整理的公路機(jī)電設(shè)備的防雷分析的論文范文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：基于機(jī)電技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)電系統(tǒng)控制也逐步采用由控制機(jī)IPC或可編程控器PLC組成的集數(shù)據(jù)采集、過程控制和信息傳送于一體的監(jiān)控。由于這些設(shè)備大量采用高度集成化的CMOS電路和CPU單元，其對瞬態(tài)過電壓的承受能力十分脆弱，成為機(jī)電區(qū)易受雷電損害的主要設(shè)備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：自動(dòng)化系統(tǒng)采取有效的保護(hù)措施非常必要。對公路機(jī)電設(shè)備避雷接地方面存在的不足進(jìn)行深入分析，并提出切實(shí)可行的解決方案。
關(guān)鍵詞：公路;機(jī)電設(shè)備改進(jìn);機(jī)電防雷措施
引言
當(dāng)前，我國的公路總里程數(shù)位居世界第一，國家為了繁榮經(jīng)濟(jì)的需要也在不斷地增加公路的建設(shè)，各種各樣的機(jī)電設(shè)備被應(yīng)用于公路上，但是由于機(jī)電設(shè)備一般沒有較強(qiáng)的絕緣性，所以很容易遭受到雷擊而毀壞。不僅如此，國內(nèi)對公路機(jī)電設(shè)備的防雷措施也研究得不夠透徹，導(dǎo)致沒有行之有效的防雷手段，致使公路機(jī)電設(shè)備受到雷擊后而毀壞，甚至?xí)䦟?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰�；谶@一背景，筆者對國內(nèi)公路防雷接地中存在的問題進(jìn)行深入的分析，分析傳統(tǒng)接地方式的不足以及對應(yīng)的措施。
一、國內(nèi)公路機(jī)電設(shè)備防雷接地存在的不足
國內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷的發(fā)展，形式多樣的設(shè)備被應(yīng)用到公路機(jī)電工程里，設(shè)備對防雷的要求也越來越高，運(yùn)用正確的接地方式是保護(hù)好這些設(shè)備的基礎(chǔ)，不可避免的，土壤的導(dǎo)電率又嚴(yán)重制約著接地的效果[1]。國內(nèi)大部分建設(shè)公路的土壤的電導(dǎo)率都達(dá)不到防雷接地的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)對公路機(jī)電設(shè)備的防雷措施對土壤的改良很不重視。如果使用普通的辦法進(jìn)行防雷措施的施工難度也很大，花費(fèi)也高，致使在進(jìn)行公路機(jī)電設(shè)備的防雷施工時(shí)操作沒有按照規(guī)章制度嚴(yán)格執(zhí)行，同時(shí)地方對其的管理也流于形式，所以雷擊中機(jī)電設(shè)備的情況在公路上極為常見。所以，對于土壤電導(dǎo)率較高的區(qū)域要進(jìn)行科學(xué)有效的調(diào)整，根據(jù)情況的不同采取不同的整改手段，讓土壤的電導(dǎo)率達(dá)到公路施工建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，有效地避免浪費(fèi)工程成本的現(xiàn)象。
二、降低接地電阻的方法
2.1深埋法
由于土壤在公路施工路段一般都沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的電阻率，對于防雷接地施工來講是不合適的，要是進(jìn)行普通的施工不僅拉長工期、難度大還導(dǎo)致成本增加，所以需要將其深埋地下，這種辦法對機(jī)電設(shè)備避雷的作用是顯著的，同時(shí)還不用考慮土壤的干燥程度是否對土壤的避雷效果造成影響。
2.2深井接地法
公路施工路段土壤土質(zhì)達(dá)不到避雷設(shè)備的要求，并且不適宜進(jìn)行深埋法作業(yè)的時(shí)候，就需要用到深井接地法[2]。該方法主要是通過鉆機(jī)在地上鉆孔，然后在孔內(nèi)打進(jìn)鋼管，并向鋼管內(nèi)澆筑適宜電阻率的混凝土或泥漿。
2.3換土法
不難理解，這種辦法的核心就是換土。該方法是通過用低電阻率的土和高電阻率的土進(jìn)行交換，根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件以及土壤地質(zhì)，對土壤進(jìn)行更換的時(shí)候可以隨用隨買，盡可能地降低對土壤的破壞。
2.4污水引入法
如果遇到施工地段比較特別，以上三種辦法都不適宜使用的時(shí)候，污水引入法就可派上用場。這種辦法的核心就是使用沒有腐蝕性的污水接引導(dǎo)線埋入土壤里面，以達(dá)到減小土壤電阻率的目的。
2.5人工處理法
這種辦法是通過人為的在接地附近加入一些電阻率較小的絕緣材料，按照要求需要不易流動(dòng)、物理性能好、具有較強(qiáng)的吸收水分的能力，同時(shí)還必須具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力[3]。一般情況下，人為的降低電阻的辦法是使用一些鹽類，例如硫酸鎂，碳酸氫鈉等，這些措施的使用可以有效地降低施工地點(diǎn)的電阻率，但是缺點(diǎn)也很明顯：不持久、易流失，因此使用的并不是太廣泛。
2.6降阻劑法
這種辦法是把降阻劑灌注到接地上，這對降阻劑的要去比較嚴(yán)格，能作為降阻劑使用的材料一般電阻率都不會(huì)超過幾歐姆，使用降阻劑的時(shí)候要將其放置在接地附近，并和接地體緊緊地貼在一起。
2.7非金屬接地法
上面介紹的接地方法當(dāng)遇到較高地勢、砂石層加厚、地下水位較低的公路施工時(shí)往往會(huì)失去避雷作用，由于對接地體加深又會(huì)增加工程量，使用降阻劑的則會(huì)因?yàn)槠鋾r(shí)效性而需要經(jīng)常更換，無形中增加了公路的維護(hù)費(fèi)用。所以，非金屬接地法是最明智的選擇。經(jīng)過國內(nèi)建設(shè)單位的實(shí)踐，這七種降低接地電阻的方法都可以有效地解決公路電阻率較高的土壤問題，同時(shí)效果非常的理想[4]。但是究竟選用何種方法就需要施工技術(shù)人員對施工現(xiàn)場的土壤和地貌有所把握后再做決定，而不是絕對的使用任何一種辦法，應(yīng)該因地制宜，靈活運(yùn)用。不可以一味的不辨區(qū)域、地點(diǎn)的使用一種接地方法。
三、合理接地的方法
建筑物一般情況下都會(huì)使用避雷針或者其他設(shè)備，他們的接地行為除了進(jìn)行建筑物內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)接地外，有的還要進(jìn)行鋪設(shè)引線構(gòu)筑接地網(wǎng)。要是只是運(yùn)用一種接地方式，可能不會(huì)起到良好的避雷效果。目前，國內(nèi)對配電體系以及強(qiáng)電設(shè)備的接地方法已經(jīng)非常了解，配電技術(shù)也比較的成熟，所以使用得也比較廣泛，還沒有出現(xiàn)差錯(cuò)，在此不再討論[5]。自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)比較特殊的體系，主要包括：體系接地的安全保護(hù)方式、安全的接地、直流電接地、聯(lián)合接地等。由于其特殊性，所以就應(yīng)該使用特殊的接地措施。
四、系統(tǒng)防雷接地方案
這種辦法比較適用于山區(qū)的公路，因?yàn)樵谏絽^(qū)不僅電力線路錯(cuò)綜復(fù)雜，地質(zhì)地貌也波瀾起伏，因此比較容易被雷擊中。同時(shí)在這種地區(qū)沒有重視公路機(jī)電設(shè)備的防雷問題，所以就這些情況進(jìn)行阻攔、屏蔽、隔離光電、均衡攤壓等綜合措施積極地防護(hù)公路機(jī)電設(shè)備避免被雷電擊中，從而達(dá)到較好的保護(hù)機(jī)電設(shè)備的效果。
4.1聯(lián)合接地
當(dāng)前，收費(fèi)站附近、辦公區(qū)附近的接地體系一般都是由施工單位負(fù)責(zé)建造的，所以導(dǎo)致了機(jī)電系統(tǒng)和公路機(jī)電系統(tǒng)沒有形成暢通的連接。要是條件比較好的話，最合適的辦法就是把建筑設(shè)備和機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)地聯(lián)合在一個(gè)系統(tǒng)之中。如果建筑系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)使用聯(lián)合接地的方法時(shí)，一般自然接地的方式使用得比較多[6]。如果自然界滿足下面幾個(gè)條件，就可以在該地區(qū)使用。應(yīng)注意建筑系統(tǒng)和電氣通路一定要連接，形成有效的閉合回路，回路和地面的距離大于0.7m，如果這樣的話就沒有必要再另行設(shè)置人工接地。
4.2攔截方案
對于收費(fèi)站、電腦房等的攔截要求要嚴(yán)格地遵守建筑物避雷規(guī)范的要求進(jìn)行，這個(gè)接閃器和引線要分布均勻，這樣才能有效地把閃電電流引入地下。在外面裸露的設(shè)備要安裝避雷針，同時(shí)還要完善地設(shè)計(jì)避雷系統(tǒng)。
4.3均壓和分流
收費(fèi)站的機(jī)房、一些金屬管道、電線電纜等金屬結(jié)構(gòu)，要對電氣設(shè)施接到保護(hù)裝置上。導(dǎo)致電子系統(tǒng)設(shè)備毀壞的主要因素是雷電感應(yīng)后出現(xiàn)的過電壓。為了避免設(shè)備免受過電壓的損害，機(jī)電設(shè)備在電纜電線上加入避雷設(shè)施或者是保護(hù)裝置。
4.4隔離光電
最近幾年，國內(nèi)光電設(shè)備的價(jià)格一直呈下降趨勢，所以在條件適合的情況下要傾向于選擇光設(shè)備，例如收費(fèi)站到機(jī)房的收費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸?shù)染涂梢岳霉饫w來完成，這樣可以有效地防止電波的入侵。
5結(jié)語
由于國內(nèi)建設(shè)公路的環(huán)境比較復(fù)雜，因此普通的接地方式可能不適應(yīng)所有的環(huán)境，可能要進(jìn)行降低電阻率的操作。本文對主要的降低電阻率方法進(jìn)行了介紹，并對系統(tǒng)防雷接地方案進(jìn)行論述，要進(jìn)行深入的對公路機(jī)電設(shè)備防雷措施的研究，為保護(hù)公路正常的運(yùn)行保駕護(hù)航，為國家經(jīng)濟(jì)的繁榮守護(hù)好大動(dòng)脈。
參考文獻(xiàn)：
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[2]劉明，劉曉東，徐學(xué)文，等.高速公路機(jī)電系統(tǒng)的雷電防護(hù)探討[J].內(nèi)蒙古氣象，2009(1)：44-46.
[3]趙洋楊.探討高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)新技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究，2013，8(3)：151-152.
[4]魏曉葵.高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備防雷方案[J].中國交通信息產(chǎn)業(yè)，2009(2)：106-107.
[5]董明華.深度探討高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的組成與架構(gòu)[J].科技資訊，2010，25(14)：78-79.張長偉.許平南高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備防雷方案[J].
[6]技術(shù)與市場，2013(9)：79-80.
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