新会市公路收费站雷害分析及防雷解决方案
——新会市防雷中心，广东新会 529100 作者：梁军 2003年04月01日
摘要：公路收费系统多处于空旷地带，各种线路复杂繁多，并且线路跨度距离较长，既有强电设备，又有大量的监控、通信、传感等弱电设备，传输和控制线路往往受环境限制而需架空敷设或经常穿越复杂的地质层面，雷害事故时有发生。本文通过笔者在实际工作中所接触和了解到的雷害情况，具体地分析了产生雷害事故的原因，并根据综合防雷的要求，给出较为完整的防雷解决方案。
引言
公路收费系统多处于空旷地带，线路复杂繁多，跨度距离较长，既有强电设备，又有大量的监控、通信、传感等弱点设备。旷野区域往往有突出的设备点，电力线路往往要翻山越岭，传输和控制线路往往受环境限制而需架空拉设或穿越复杂的地质层面，这些都是易遭雷击或雷电感应的薄弱点。同时，在公路收费系统设计和施工中，强电和弱电系统的防雷问题一直不被重视，接地的要求也不统一，弱电系统的接地处理更为简单。由于上述原因，公路收费系统的防雷薄弱环节相对较多，易遭雷害。
1雷害情况及原因分析
近年来，新会市辖区内的6个公路收费站都不同程度地出现了遭受雷电侵害的现象，损坏诸如电脑、网卡、摄像头、电视机、电话等各种电子设备，轻者部分设备被雷电击坏，系统丧失部分功能；重者全系统瘫痪，经济损失惨重。为此，对各个收费站的防雷设施进行了仔细的检查。
检查中发现，各个收费站都在办公楼和收费亭安装了避雷针和避雷带，且所安装的防雷设施从保护范围、布局、用材、工艺等各方面都符合规范的要求。近几年，还未发生过直击雷事故，说明在防御直击雷方面的措施是合格的。检测的有关数据证实了这个结论。
但这些措施仅仅对建（构）筑物起保护作用，对设备的感应雷保护起不到相应的作用。由于对感应雷的认识不足，收费系统的设备基本没有做预防感应雷的措施。就检测中发现的雷害问题分析，收费系统设备的损坏，均由雷电闪击产生的雷电感应和雷电过电压波入侵所引起，说明在防御雷电感应的内部保护方面，存在着不足之处。
2综合防雷的主要措施和指导思想
现代防雷技术分为外部保护和内部保护两大部分。外部保护主要是指防止雷电直接雷击在建筑物、设备及人身上，使建筑物、设备及人体受到损坏。外部保护的主要技术措施是
安装避雷针、带、网、引下线和接地体，将接闪的雷电流引入大地泄放，从而保护建筑物、设备和人。内部保护方面主要是防止雷电的电磁感应和雷电过电压波入侵。雷电的电磁感应和过电压波可以通过空间电磁感应、交流电源线路、信号传输线路，以及低电位升高引起反击等方面引入，损坏设备或人员伤亡。内部保护的主要技术措施是采取屏蔽、等电位处理、接地，以及安装雷电浪涌保护器（即分流限压），来防止和削减雷电感应和雷电过电压波入侵，从而保护设备和人员的安全。
因此，现代防雷技术强调要从全方位来考虑，层层把关，综合治理，才能取得最佳的防雷效果，把收费系统的雷害降至最低直至消除。
3主要存在问题
从实地勘测和分析各个收费站设备受雷击损坏的情况来看，问题主要集中在办公楼与收费亭等通过外线联系的部位。对照IEC61
312、IEC61024等国际电工委员会标准，主要存在以下几个方面的问题：
（1）办公楼与外界联系的外线凌乱无章，特别是与收费亭之间的连线，没有采取屏蔽接地措施，也没有埋地敷设，而是采用架空敷设，因此，容易产生雷电感应和雷电过电压波的入侵，从而损坏室内设备。
（2）监控室的铝合金门窗没有采取屏蔽接地措施。虽然整幢大楼可看作是一个“法拉第”笼，但仅仅是一个大空间的磁屏蔽，存在着很多空洞，例如门、窗等，这些空洞的存在，给雷电感应形成了一个引入室内的通道，从而造成设备的损坏。
（3）监控室安装不规范，没有设置专用地线，所有设备外壳的地线通过电源地线接地，由于电源地线线径细而长，对于频率非常高的雷电脉冲来讲，近似于开路，不符合国际电工委员会规范中提出的最短路径接地的要求。
（4）供电线路没有安装电源避雷器，因此，电源线路上没有分流限压措施，雷电过电压波容易直接入侵设备造成破坏。
（5）办公楼与外界联系的信号线如网络线、电话线、视频线等没有安装信号避雷器。
4综合防雷解决方案
针对各收费站历年来受雷电灾害的情况和上述存在的安全隐患问题，从防止雷电的电磁感应和防止雷电过电压波入侵入手，综合考虑各种因素，确定以下几方面整改措施。
4.1电源系统防雷电波侵入保护
