公路机电设备的防雷分析论文

时间:2018-10-05 机电毕业论文 我要投稿

  摘要:基于机电技术、控制技术、通讯技术的广泛应用,机电系统控制也逐步采用由控制机IPC或可编程控器PLC组成的集数据采集、过程控制和信息传送于一体的监控。由于这些设备大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元,其对瞬态过电压的承受能力十分脆弱,成为机电区易受雷电损害的主要设备。实验结果表明:自动化系统采取有效的保护措施非常必要。对公路机电设备避雷接地方面存在的不足进行深入分析,并提出切实可行的解决方案。

  关键词:公路;机电设备改进;机电防雷措施

  引言

  当前,我国的公路总里程数位居世界第一,国家为了繁荣经济的需要也在不断地增加公路的建设,各种各样的机电设备被应用于公路上,但是由于机电设备一般没有较强的绝缘性,所以很容易遭受到雷击而毁坏。不仅如此,国内对公路机电设备的防雷措施也研究得不够透彻,导致没有行之有效的防雷手段,致使公路机电设备受到雷击后而毁坏,甚至会导致整个系统的崩溃。基于这一背景,笔者对国内公路防雷接地中存在的问题进行深入的分析,分析传统接地方式的不足以及对应的措施。

  1国内公路机电设备防雷接地存在的不足

  国内社会经济在不断的发展,形式多样的设备被应用到公路机电工程里,设备对防雷的要求也越来越高,运用正确的接地方式是保护好这些设备的基础,不可避免的,土壤的导电率又严重制约着接地的效果[1]。国内大部分建设公路的土壤的电导率都达不到防雷接地的标准要求,同时对公路机电设备的防雷措施对土壤的改良很不重视。如果使用普通的办法进行防雷措施的施工难度也很大,花费也高,致使在进行公路机电设备的防雷施工时操作没有按照规章制度严格执行,同时地方对其的管理也流于形式,所以雷击中机电设备的情况在公路上极为常见。所以,对于土壤电导率较高的区域要进行科学有效的调整,根据情况的不同采取不同的整改手段,让土壤的电导率达到公路施工建设的标准,有效地避免浪费工程成本的现象。

  2降低接地电阻的方法

  2.1深埋法

  由于土壤在公路施工路段一般都没有达到标准的电阻率,对于防雷接地施工来讲是不合适的,要是进行普通的施工不仅拉长工期、难度大还导致成本增加,所以需要将其深埋地下,这种办法对机电设备避雷的作用是显著的,同时还不用考虑土壤的干燥程度是否对土壤的避雷效果造成影响。

  2.2深井接地法

  公路施工路段土壤土质达不到避雷设备的要求,并且不适宜进行深埋法作业的时候,就需要用到深井接地法[2]。该方法主要是通过钻机在地上钻孔,然后在孔内打进钢管,并向钢管内浇筑适宜电阻率的混凝土或泥浆。

  2.3换土法

  不难理解,这种办法的核心就是换土。该方法是通过用低电阻率的土和高电阻率的土进行交换,根据当地的经济条件以及土壤地质,对土壤进行更换的时候可以随用随买,尽可能地降低对土壤的破坏。

  2.4污水引入法

  如果遇到施工地段比较特别,以上三种办法都不适宜使用的时候,污水引入法就可派上用场。这种办法的核心就是使用没有腐蚀性的污水接引导线埋入土壤里面,以达到减小土壤电阻率的目的。

  2.5人工处理法

  这种办法是通过人为的在接地附近加入一些电阻率较小的绝缘材料,按照要求需要不易流动、物理性能好、具有较强的吸收水分的能力,同时还必须具有较强的抗腐蚀能力[3]。一般情况下,人为的降低电阻的办法是使用一些盐类,例如硫酸镁,碳酸氢钠等,这些措施的使用可以有效地降低施工地点的电阻率,但是缺点也很明显:不持久、易流失,因此使用的并不是太广泛。

  2.6降阻剂法

  这种办法是把降阻剂灌注到接地上,这对降阻剂的要去比较严格,能作为降阻剂使用的材料一般电阻率都不会超过几欧姆,使用降阻剂的时候要将其放置在接地附近,并和接地体紧紧地贴在一起。

  2.7非金属接地法

  上面介绍的接地方法当遇到较高地势、砂石层加厚、地下水位较低的公路施工时往往会失去避雷作用,由于对接地体加深又会增加工程量,使用降阻剂的则会因为其时效性而需要经常更换,无形中增加了公路的维护费用。所以,非金属接地法是最明智的选择。经过国内建设单位的实践,这七种降低接地电阻的方法都可以有效地解决公路电阻率较高的土壤问题,同时效果非常的理想[4]。但是究竟选用何种方法就需要施工技术人员对施工现场的土壤和地貌有所把握后再做决定,而不是绝对的使用任何一种办法,应该因地制宜,灵活运用。不可以一味的不辨区域、地点的使用一种接地方法。

  3合理接地的方法

  建筑物一般情况下都会使用避雷针或者其他设备,他们的接地行为除了进行建筑物内部钢筋结构接地外,有的还要进行铺设引线构筑接地网。要是只是运用一种接地方式,可能不会起到良好的避雷效果。目前,国内对配电体系以及强电设备的接地方法已经非常了解,配电技术也比较的成熟,所以使用得也比较广泛,还没有出现差错,在此不再讨论[5]。自动控制的计算机系统是一个比较特殊的体系,主要包括:体系接地的安全保护方式、安全的接地、直流电接地、联合接地等。由于其特殊性,所以就应该使用特殊的接地措施。

  4系统防雷接地方案

  这种办法比较适用于山区的公路,因为在山区不仅电力线路错综复杂,地质地貌也波澜起伏,因此比较容易被雷击中。同时在这种地区没有重视公路机电设备的防雷问题,所以就这些情况进行阻拦、屏蔽、隔离光电、均衡摊压等综合措施积极地防护公路机电设备避免被雷电击中,从而达到较好的保护机电设备的效果。

  4.1联合接地

  当前,收费站附近、办公区附近的接地体系一般都是由施工单位负责建造的,所以导致了机电系统和公路机电系统没有形成畅通的连接。要是条件比较好的话,最合适的办法就是把建筑设备和机电设备系统地联合在一个系统之中。如果建筑系统和机电系统使用联合接地的方法时,一般自然接地的方式使用得比较多[6]。如果自然界满足下面几个条件,就可以在该地区使用。应注意建筑系统和电气通路一定要连接,形成有效的闭合回路,回路和地面的距离大于0.7m,如果这样的话就没有必要再另行设置人工接地。

  4.2拦截方案

  对于收费站、电脑房等的拦截要求要严格地遵守建筑物避雷规范的要求进行,这个接闪器和引线要分布均匀,这样才能有效地把闪电电流引入地下。在外面裸露的设备要安装避雷针,同时还要完善地设计避雷系统。

  4.3均压和分流

  收费站的机房、一些金属管道、电线电缆等金属结构,要对电气设施接到保护装置上。导致电子系统设备毁坏的主要因素是雷电感应后出现的过电压。为了避免设备免受过电压的损害,机电设备在电缆电线上加入避雷设施或者是保护装置。

  4.4隔离光电

  最近几年,国内光电设备的价格一直呈下降趋势,所以在条件适合的情况下要倾向于选择光设备,例如收费站到机房的收费数据的传输等就可以利用光纤来完成,这样可以有效地防止电波的入侵。

  5结语

  由于国内建设公路的环境比较复杂,因此普通的接地方式可能不适应所有的环境,可能要进行降低电阻率的操作。本文对主要的降低电阻率方法进行了介绍,并对系统防雷接地方案进行论述,要进行深入的对公路机电设备防雷措施的研究,为保护公路正常的运行保驾护航,为国家经济的繁荣守护好大动脉。

  参考文献

  [1]林映忠.高速公路机电设备防雷接地系统浅析[J].城市建设理论研究:电子版,2012(17).

  [2]刘明,刘晓东,徐学文,等.高速公路机电系统的雷电防护探讨[J].内蒙古气象,2009(1):44-46.

  [3]赵洋杨.探讨高速公路机电通信系统新技术[J].城市建设理论研究,2013,8(3):151-152.

  [4]魏晓葵.高速公路收费站机电设备防雷方案[J].中国交通信息产业,2009(2):106-107.

  [5]董明华.深度探讨高速公路机电通信系统的组成与架构[J].科技资讯,2010,25(14):78-79.张长伟.许平南高速公路收费站机电设备防雷方案[J].

  [6]技术与市场,2013(9):79-80.

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