高速公路隧道防雷设施检测方法探讨

高速公路隧道防雷设施检测方法探讨

陈巍

怀化市气象局    湖南 怀化  418000

摘要：高速公路隧道的防雷问题尽管在涉及，施工以及检测的整个过程之中受到了广泛的应用，但是作为检测部门，怎么样把对隧道防雷接地检测有效做好，以及对隧道接地施工整个过程之中存在的一系列问题进行有效解决，是现阶段工作过程之中非常关键的一个问题。

关键词：高速公路；隧道；防雷接地

引言：近些年，国内高速公路建设的快速发展，高速公路隧道机电化设备自动化程度有所提升，隧道内部电子设备的类别以及数量非常的多。其中包括了监控设备，照明及通风设备，火灾报警设备等等，都较为容易受到雷电的袭击，进而对设备产生影响，给高速公路的正常运营带来影响，进而造成经济上的损失。怎么样才可以把隧道接地尽可能做好，把雷电灾害的影响降到最低，是隧道机电系统在涉及，施工以及检测的整个过程之中非常关键的环节，是隧道机电系统在整个工作环节中的重中之重。但是怎样做才能够达到预期呢。现阶段行业内并没有给出一个清晰的回答，运用以往的测试方式会受到多个方面的限制。下文进行分析研究

1. 防雷的必要性

隧道中的接地设备，基本上都是为了避免出现漏电，但与其他防雷保护措施理论上相通，是可以把多余的电流直接引入地面，防止伤害设备以及人部分建筑设计和建筑施工部门则认为如果隧道不在空旷地区，就一定要做好防雷保护的措施，其中金属机箱也一定要与接地系统良好相连。隧道里面设置的CO/vI探测器，车检装置，以及火灾报警器等等，特别是火灾报警器。现阶段基本上的电子产品通过光缆实现信息传递，都会发生雷击。在实际工作流程当中，隧道光端器，CO/vI探测器，火灾报警器等等，也会发生这等意义上的雷击，也一定要根据国内防雷的一些有关规定对设备进行合理设置和施工操作。

2. 机电系统防雷检测中的问题与对策

2.1无法判断整条隧道接地扁钢是否连接贯通的问题

采用夹钳型接地电阻测试仪进行测量。方式非常简单。在测试中，仅允许将一根接地引下线。怎样判断在施工中，有无将隧道二端的部分装置连接？这就需要我们通过钳形仪表对各种装置之间的连接线路进行检查，同时抽查电缆线槽上的一些位置。使用夹钳式仪表进行测试。经过对检测数据的统计与分析，目前已经能够判断每个塔脚的与接地网之间有无连接。以及接地引下线时是否出现了接触不良问题。

2.2隧道接地与监控机房系统间的干扰的问题

在以前的工作中，电脑子系统的通讯接口被闪电破坏。电脑通讯接口已装有避雷器，但仍被闪电击中。避雷器不作用的理由是什么?由设备破裂的情况可知道，计算机受到闪电的冲击而破裂。我们翻开了防静电地板并仔细检查后，不小心触及到了计算机子系统的地线。我们可以看到地线上紧靠金属屏蔽槽，并出现了约30秒的电弧放电。为何在地线上会出现感应静电？除了新建的隧道式机电控制系统设施之外，该监控中心机房内还具备了全线完整的计算机收费管理系统设施。而且二个系统的地线也很接近。如果其中的一个系统遭受闪电感应时，其接地电位就会迅速上升，进而对另一系统的接地电位产生反击。从而对整个系统内部产生影响。因此我们的设备改善方法就是在监控设备机房安装等压排放。在计算机收费系统与隧道机械控制系统的中间设置等电位接头，然后再与均衡杆可靠地相连，以使系统设备不互相影响。而未来，在多个机电系统设备混合运用的情形下，还应该加强等电位设施，以保证电气设备的安全工作。这样，我们可以通过门式接地摇表试验、隧道钳表试验、手动隧道检查和故障排除三位一体的检测方法，使隧道接地检测工作更加完善，检测结果更加准确。

2.3 隧道与大桥连接导致无法施工与检测的问题

隧道中的接地主干线，在过去都是用扁钢。每4*40mm的扁钢每一公里的电流约为1Ω。因此一旦在施工时焊接出现了一定的问题，其电流的阻值将会变化得相当的大，对隧道内的机电设备以及防雷接地形成了相当不利的影响，所以在整个建设过程当中通常都会采用50mm2的铜缆当做是隧道接地主干线跟隧道洞口的接地网可靠连接。隧道和大桥直接相连，要通过接地电阻表进行检测，则应尽可能使用桥梁和其他结构的主钢筋作为设备接地桥墩钢筋网的钢筋是良好的接地电极，其接地电阻通常远小于1Ω。但是，在实际使用中，并难以通过接地的表面来测量接地电阻。而且因为地理环境和条件的影响，辅助接地极的数量往往无法满足设计要求，所以很难得到准确的检测结果。

近年来，引进了钳式接地电阻测试仪。由于其测量方法简单，受到了大多数生产线工人的欢迎。例如，法国CA公司的6412和6415单爪接地电阻表也是目前流行的接地电阻测试仪。ET2000型类似产品在中国生产，其基本功能与CA公司相似。武汉华天电力有限公司生产的ET2000型接地电阻表因其体积小、操作简单，是雨季或年中、年末对接地装置进行巡检最理想的接地电阻计。如果测试精度较高且测试方便，ET3000双爪接地电阻测试仪可用于测量接地条件良好的接地装置，如输出线塔、微波塔、避雷针和辅助装置（水龙头、水管装置）的接地电阻。对于大型系统接地、网络接地和土壤电阻率测试，应选择HTDW-III和其他接地电阻表。由于仪器的独特功能，应使用三线和四线测量方法来确保接地电阻测量值的重复性和稳定性。

制动夹钳型接地电阻测试仪可以用来测量任何电路系统的接地电阻、不构成电路的接地系统接地装置，以及不封闭的独立金属配电回路。夹钳型接地电阻测试仪既无法计算回路电流，也不能计算实际接地电流，特别是在最简单的接地电路上。所以,在现场测试工作时，由于现场设备在许多情形下都无法符合测量要求，因此现场需要事先确认被测对象设备是否为单点连接，被测地线的连接是否已连接到设备，并且是否存在可使用的接地线路。而仪器自身也能够形成电源电位，该电位能够在一个环路体系中形成电压。所以,它的检测原理就是根据整个电路的欧姆定律，它可以检测电路系统的回路电流变化。以美国CA6415钳式接地电流检测仪为例。

该装置是为了解决计算接地电流时设计辅助接地极的问题。钳头系统(电磁转换器)主要由二个独立的电压线圈组成№在操作期间，电压线圈产生内部高电压e№， 并且通过使用电磁感应原理在测量的接地电路中产生恒定电压E(其中E=E*Ng)。电流通过e在被测量的接地回路形成感应电流I，再由RX流过,然后在经过接地回路的RS接地电极分支并回到仪器。电流线圈Nr用于计算通过电流计的米轨上的运算放大器的感应电流I值。经过比较和重新计算，可以计算环形导体或接地电路的电阻。显示器可以显示RL＝E/I并获得RL值。

结束语：只要检测工作人员对其基本工作原理以及工作方法熟悉，在具体检测的工作过程之中，都可以有效运用钳形接地电阻仪的测试方法对以往的三线法对其进行替代，减少现场检测作业人员的工作量，将检测效率有效进行提升。为此，我们必须要不断对工作经验进行总结分析，对高速公路机电系统防雷接地技术进行优化，唯有如此才能够更好给高速公路提供服务

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