交通工程中的防雷技术应用研究

交通工程中的防雷技术应用研究

陈翔

安阳市雷安防雷工程有限责任公司  455000

摘要：随着国家的经济发展，国内交通规模不断扩大，交通基础设施也在日趋完善，但是依旧存在着部分因素影响着交通运行的安全，其中雷电天气就是其中的因素之一。因此，在交通工程建设中要加强防雷技术的应用，以保障雷雨天气下交通设施的安全运行。本文介绍了雷电的原理及影响，分析了防雷技术在交通工程应用过程中的注意事项，以此推进防雷技术在交通工程中的发展进步。

关键词：交通工程；防雷技术；应用；措施

引言

当前科技发展日新月异，各个领域都在不断提高自身技术的科技水平，交通工程工作人员也在不断增强交通工程的科技含量，以提高交通工程的质量，为交通运行提供更安全便利的基础设施。机电工程在交通工程投资占比的不断增加，体现了交通工程科技水平的不断提高，也提示了对机电设施安全保护的重要性。雷电对机电设施的破坏性极大，且修复难度较高。因此，要注重交通工程中的防雷技术，保护机电设施，提高交通运行的安全性。

1雷电形成的原理

雷电是大气中的放电现象，一般发生在对流运动剧烈的积雨云中。积雨云在形成过程中会产生正负电荷，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电。闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的一般电压为三万安培，最高电压可达三十万安培。闪电的电压也比较高，大约在一亿至十亿伏特。而中等强雷阵雨的输出功率可达到一千万瓦特，等于一个小型核电厂的输出功率。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云和大地的凸出物靠近了，它们之间会产生强烈的放电。在雷放电地点会产生巨大的闪光和爆炸的轰鸣声，这便是我们所看见和听到的闪电雷鸣。

2雷电对交通工程的影响

在雷电频发的季节和区域，雷电影响着机电设备的运行，最终威胁着交通的安全运行。交通工程的机电设备一般设置在较为空旷的地方，且机电设备常有加高设计，这种条件容易引来雷电。因为包括监控系统、收费系统、通信系统、供配电照明系统在内的交通机电设备都需要配套的供电线路，而供电线路的电压高、覆盖面广且存在架空的特点，也是雷电波容易入侵的诱因。复杂的地理环境因素及供电线路的特点都是引发雷击的因素，因此对交通工程进行防雷设计并安装防雷装置是保障交通设施安全的必要条件。

3交通工程中的防雷措施

3.1合理利用避雷设备

当前搭载道路交通的路口设施及道路上的机电设施的供电系统一般是10千伏级的，而其最大容量也就在上百千伏至几千千伏之间。对于容量较小的供电设备，也不能忽视其防雷措施，针对雷电等发生频率极低的区域可以适当降低防雷具体设施，以优化资源配置，但也必需配备防雷的基本设施和措施，以应对突发雷电事故；对于雷电发生频率较高的区域，就要设计严密的防雷措施，并提高防雷设备的性能。交通工程前期勘探及设计人员需详细分析交通工程施工地的地理位置和气候条件，做好防雷设计工作，具体施工人员需严格按照施工设计及施工现场环境，进行防雷线路的预设及防雷装置的安装工作，特别是在雷电多发地进行避雷线的安装时，需在供电系统周边的地段进行全方位地安装，并加装避雷器，以增强整体线路的防雷能力。

3.2隔断雷电波侵入

雷电波在一定程度上影响交通工程的安全性。雷电波有很强的侵入性，它通过架空线路或者金属管道侵入屋内，从而破坏相关设备。因此，隔断雷电波进入屋内的途径便可以有效地保护屋内交通设施。雷电波入侵主要有三种形式，首先是直击雷集中金属导线，使高压雷电波以波的形式沿着导线进入室内，这种形式的电流高达几十千安，甚至可达200-300千安，其时间虽短，但是对供电设备及设施有很大危害；其次是感应雷的高电压脉冲，即雷云对大地放电或者雷云之间快速放电形成的静电感应和电磁感应，也是以波的形式沿导线传入屋内；最后是直击雷入地后产生高电位，高电位通过电力线的零线、保安接地线和通信系统地线，以波的形式传入室内甚至其他地方。直击雷入地的形式，如果在低土壤电阻率地区雷击的频率较高，直击点会出现大洞，以致破坏电缆。

针对阻止雷电波入侵的方法，交通工程人员在易遭受雷击的地带安装防护装置，避免线路被雷电击中造成相关设备的损坏。再者电磁场的效应范围大，交通工程人员可以在雷电多发季，对供电线路进行严密监管，一旦出现异常应立即调整策略，避免传输线路遭受雷电波入侵，降低雷电波的入侵范围和破坏性，提高线路的整体安全性。

3.3应用波导分流避雷器及全塑光缆

在弱电部分线路的避雷措施上，通常都是在端口部和电缆沟、以及地下的预埋式工作管线上加装避雷装置。而避雷器装置则通常应选用以氧化锌压敏电阻所制造的仪器，因为其产生的抗冲击力较强、反应较快，而唯一缺陷的则是由于传统避雷器型号配置，易形成在电容和电流之间的遗漏现象。此种避雷器，主要应用于中低频通讯和弱电的线路上的防雷工作。在相对电容的影响下，若将其运用在通讯频率变化较大的线路上，就不能使防雷性能完全发挥出来。又由于电容的容量多少也可以影响到电网上所能接受的除雷功率多少，所以并不能采用减少电容器数量来提高线路的避雷性能。而波导分流型的避雷器拥有损耗小、工作频率宽、雷电容大、反应速度快等优势，被广泛地运用到了高频信号的线路避雷防范工作中。所以对于雷电的多发区域，弱电部分线路的避雷防范措施，应该使用金属钢管来进行弱电部分线路的接地措施，或是使用带有遮蔽作用的金属屏蔽层将电缆接入土壤岩层中，这样就能起到很好的避雷作用，同时双绞线和同轴电缆的运用可以将电磁感应程度减小，从而起到避雷的作用。此外，也可以使用光纤来做传送工作提高线路的抗干扰性能，而如果无法选择护套、加强芯和导线等，都是可以使用金属材料来制作的光纤做传送工作，由于金属材料器物有较强的热导电性，雷电波也可以利用它的端口侵入到计算机内，对电子设备产生影响。如必须要选用这种类的光纤来进行传输的，则必须在事前把防雷措施做好，所以全塑光缆是较为理想的选项。

3.4采用地下屏蔽线和消弧线

交通工程的供电和变电设备一般在同一区域，分配后的电流的传输是通过预埋管道或电缆沟传输到交通工程的其他设施上的。任何情况下引起的落雷，加上一定地质环境的影响，都会引起电缆周围的雷电电流与电缆产生电位差，电位差会击穿电缆的管道，电压波就会侵入供电及用电设备。现阶段，地下防雷措施主要是通过在电缆上增设镀锌钢绞线以增强电缆附近的屏蔽功能。消弧线可以防护电缆周围的雷电。在电缆周围的大树等物体上安装半弧形态的消弧线，并将消弧线两端和接地装置连在一起。此外，还可用防雷电缆、另选路由进行雷电防护。

结语

大自然是瞬息万变的，雷电的发生也存在不可控性，因此只有做好严密的防护措施，才能避免交通工程被雷电破坏，以保障交通运行的安全。因此，掌握雷电发生的原理，并分析其对交通工程的影响范围，再采取对应的措施对交通工程的薄弱点进行防护，从而提高相关线路的安全性，降低雷电的破坏性。

参考文献

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作者简介：陈翔（1983.04），男，汉族，山东省菏泽市东明县人，本科，助理工程师，从事雷电防护工作。