【高速公路防雷】—S19甬台温复线雷击防护案例解说

七月炎热，出差的频率当属易龙电气工程部。这不，工程小分队受客户委托—位于角洞岙隧道出/入口监控设施（含摄像机、门架式情报板）经常遭受雷击损坏，来到S19甬台温复线高速公路（宁波段）进行防雷勘测。

S19甬台温复线高速公路（宁波段）

这是一个典型的高速公路防雷案例，易龙电气从事防雷十七年，高速公路防雷亦是行业标杆。这次我们就分享一下这个案例，希望给到施工方借鉴和参考。

一、隧道出入口环境分析

根据现场勘探，角洞岙隧道位于宁波鄞州区横溪镇与东钱湖镇交界处，呈北西向展布，设计行车速度为100km/h。本隧道地处我国东部沿海地区，在角洞岙隧道进/出口附近均有水库，沿线上空都较接近地方高压电力线，所在地形的最高海拔410.2m，最低海拔0.8m，相对高差409.4m，属丘陵地貌，并属亚热带季风气候区，具明显的海洋气候特征，雨量充沛，夏秋季受台风、雷电灾害性天气影响频繁。

角洞岙隧道出/入口

二、设备遭雷击原因分析

通过观察我们知道，隧道出/入口的摄像机和门架式情报板装设于距隧道口以外100米～300米处，其设备电源线路、通信线路均穿PP管沿防护栏侧引致隧道口内控制箱内，在各设备线路两端均装有电源浪涌保护器（标称放电电流In=40KA）和信号浪涌保护器(标称放电电流Isc=5KA)，并在摄像机立杆顶部和门架上装有接闪杆，其引下线均以设备支架（摄像机立杆、情报板门架）为泄流通道，设备的电源线和通信线的敷设均贴近支架壁。

工程小分队用ELC-1多要素综合防雷测试仪分别测量了情报板门架、门架上接闪杆、设备的接地线、摄像机立杆和监控箱内PE线接地电阻，得出接地电阻值差异明显。结合高速公路特殊场所，我们归纳出以下几条原因

1）高速公路通信系统具有线长、面广等特点，既有强电设备，又有大量的监控、通信、传感等弱电设备，外场设备遍布全路段，旷野区域往往有突出的设备点，电力线路往往要翻山越岭，通信和控制线路经常需要穿越复杂的地质层面，这些都易遭雷击或受到雷电感应。

2）施工中接地的要求也不统一，致使同一个区域有多个接地点，接地电阻值也大小各异，由此产生电位差，致使地电位反击侵害。

3）雷云对大地（山体）及附近的建（构）筑物（如：洞口配电房顶上的接闪带、高杆灯、门架和摄像机立杆上的接闪杆、上空高压线或附近裸露的其他金属导体）发生闪击时，其周围形成强大的瞬变磁场，对附近满足远场或近场条件的线缆形成耦合或辐射，使区域内的各类线缆遭受感应而产生感应过电流/感应过电压，从而沿着线缆传输到设备，致使设备端口损坏；

4）情报板和摄像机立杆上的接闪杆接闪雷电时，直击雷防护系统的引下线的周围形成强大的瞬变磁场，同时接闪杆与金属门架和摄像机立杆间又没做绝缘处理，因此在金属门架和摄像机立杆上带有强电流，而且引下线（摄像机金属立杆和情报板支架）与设备的控制线、电源线等各种线缆大多平行布设，甚至直接贴近引下线泄流通道，将使线缆最大程度地感应而产生感应电流，从而沿着线缆传输到设备端口损坏设备；

5）设备线路敷设环境复杂，线路经过区域可能有多个接地点，当其中某一个接地点对大地泄放电流时，若经过该区域的线路没有屏蔽措施，极易在线路上感应过电流/过电压，因此沿线线路传输到设备端口，致使设备损坏。

6）处于雷云和大地之间的输电线路（电缆线、通讯信号线等）或其他导体，由于电场作用感应出与雷云性质相反的大量电荷，当雷云间放电时，云与大地间的电场突然消失，输电线路（电源线、通讯信号线）或导体上的电荷来不及立即流散，在其上端产生高电位的雷电流（5KA～40KA）超出浪涌保护器预期承受的雷电流，因此击串浪涌保护器，致使设备损坏。

三、解决方案

根据以上雷击分析，易龙电气工程专业组综合业主单位和施工方需求，于施工后第二天就把完整的方案给到S19甬台温复线宁波段施工方。从现场勘测到完成方案，虽说只有48小时，但是我们的工作还在继续，持续关注并解决高速公路防雷难题是我们易龙电气一直在做的事情。