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刍议公路机电系统电气保护 　　摘要：本文就高速公路机电设备的电气和防雷保护进行概述，并提出了一些采取规范化、系统化解决措施的建议。 　　关键词：高速公路；电气设备；接地与防雷 　　中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　一、对电气保护实施规范化管理 　　高速公路建设中，大量新技术、新产品的推广日趋成熟、规范化，特别是许多机电设施的广泛应用，为推动高速公路智能化管理，提高公路运营综合水平奠定了坚实的硬件基础。 　　从现已开通的多数设备运转情况来看，一般设备的单机质量相当平稳。对电气设备构成较大危害的因素之一是来自雷电侵扰以及电气设施周边的电磁场干扰和破坏。这种损害大部分是由雷击过流释放和导体感应过程引发瞬间（暂态）过电压变量造成的。鉴于高速公路电子产品比重逐年上升的趋势，以及在高速公路管理中的显著作用和易受侵害的处境，特别需要采取必要的安全保护措施，切实改善机电系统的整体防范能力，避免因为局部保护措施的薄弱， 　　引起系统通讯中断、数据丢失，甚至故障漫延，波及系统的核心，造成瘫痪。实施的各项措施，应当务实、规范，便于操作和检验；易于管理、维护。 　　二、系统化解决电气保护问题 　　高速公路机电系统因有大量机电设施设置在室外环境，所应用的技术门类繁杂，供电和通讯站点分散且距离远等特点，使得采取电气保护与防雷措施时存在一定的难度。首先，将各个电子设备彻底绝缘并屏蔽所有电磁感应的影响，这种图纸上虚构的理想环境，在现实里几乎是不可能的，许多现场存在的未知因素有可能恰巧就是发生问题的所在。其次，采用全面均衡电位，即覆盖室内和室外设备之间，信号传输通道和电源回路之间，保持统一地电位的作法，同样在比较广阔的区域内是难以做到的。 　　 因此，作为一整套较为完备的高速公路电气保护系统，应当视设备安装地点的客观条件，圈定保护区范围和关键点，采取分片建立互不干扰保护区的方法，凡是纳入同一保护区域内的电气设备应根据设备在系统中的重要程度，划分成核心敏感层与外围保护层，采取分级保护方案。 　　 机电系统的外围设备应被置于第一级和第二级保护措施之下。在第一级保护措施中，理想方式是共用统一的电位均衡体系统，相邻保护区域之间的地电位应当按照GB50057规范，视被保护目标的安全等级，保证有足够的安全距离。第二级和第三级（核心设备层）保护的局部电位均衡体系应当与公共总电位均衡体系统（等电位接地端子排、引下线、隔离装置和接地极等）可靠短接。根据高速公路呈带状延伸的特征，可以采取关键节点梯次设置保护区的形式。通常可以划分为站区建筑物与收费车道联合保护区；变配电室保护区；外场设备集中点联合保护区；独立外站（单一设备）保护节点等，参见图1。 　　 　　图1 外场设备集中点联合保护区 　　各保护区内除了进行设备之间必要的屏蔽、等电位处理外，更应从一个完整系统的角度，来综合所有专业电磁兼容性的技术要求。 　　 其它一些措施也应受到同等重视。例如，接地极工频阻值的要求，等电位接地汇流排的安装位置和固定方法，综合布线的线间安全隔离，电源交流相序间平衡干扰等。解决高速公路机电系统的电气保护问题，应注意高速公路沿线地域广阔，地质、地貌、气候环境的复杂多样性。尽可能多的了解当地雷暴日分布，跨越沿途的高压输变走廊，无线通信基站等可能直接对设备产生影响的电磁场环境资料。在设计之初就能引起足够关注，避免同一项目的不同施工阶段重复设置避雷和等电位接地装置；避免各均衡电位系统的接地装置纵横交错，无法保证必须的安全间隔；避免相邻精密系统之间的信号源和电源，在互不知情的状态下，任意排列敷设，相互间产生电磁感应干扰。倘若在大型系统集成项目中的房建、土建、管道、供电设施等隐蔽工程完成之前，就开始引入综合电气保护的观念，协调各专业知识介入，着手解决那些显而易见的隐患，会起到简化工序，理清脉络，降低建设成本的作用。 　　三、实际应用中的几项措施 　　基于上述认识，若想达到电气保护的预期效果，在高速公路机电系统建设时，需要全面、综合分析并依据客观条件系统地解决问题。应当依据适用的标准、规范，建立起三级保护措施。当然，因地区差异保护措施会各有侧重，每一种解决方案必须遵循实用、可靠、经济的原则，方案的深度适用于普遍性。对已经明了的潜在隐患，应尽可能地放在前期排除危害源干扰；对雷电（雷击点、雷击高度、雷击角度）等许多不容易确定甚至是后期形成的影响，应待系统运行稳定后针对出现的局部保护欠缺，进行雷暴日观察，查明原因，做后续重点防治。 　　 通常情况，高速公路线路传输信号中没有高频源，因此，在布设有外场机电设备的桥梁等构造物区段，应当将构造物结构主筋焊通，在接地阻值符合使用要求前提下，可以利用桥墩桩基钢筋网作为全部电气设备共用接地极，其它所有