时间：2023-10-13 09:42:15
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要确保防雷工作做到位，有效避免重要设备被雷电损坏，则应把握好防雷措施的难点与重点。直击雷会对机电设备产生直接的损坏，因此要积极防护直击雷。对于高速公路当中露天的建筑物，如配电房、反馈数据屏、监控机房以及收费车道等，则应安装防护直击雷的装置;在一般情况下，接闪器主要为避雷线以及避雷针;建立避雷网时，则可以利用露天建筑顶板上的钢筋，而建筑基础梁当中的主钢筋能够发挥引下线的作用，将强电流直接引入到大地。因此为了避免直击雷危害到机电设备，则应优化建筑结构，或建立起相应的防护措施。感应雷是防护的难点以及重点，目前，在防雷工作中，主要采用设备接地的手段来预防感应雷危害机电设备。防雷装置是保护机电设备免遭雷电破坏的重要设施，也是防雷措施当中的一个重要内容，因此需要加以重视。
二、监控设备以及计算机终端的防雷措施分析
监控系统当中的监控设备是机电设备当中的重要组成部分，所以应做好此类设备的防雷工作，以确保机电设备实现正常工作。可将防雷器安装于输出视频的端口，或对输出端口进行接地处理;控制线是监控设备当中的重要部件，为了防止雷击对控制线造成破坏，可将其接到机壳，以便将电流引向大地。在敷设视频线路的过程中，应采用金属管道进行埋地布线;在监控室与控制线、视频线的接口部位进行接地处理以及安装防雷器。对于计算机终端而言，可以采用以下防雷措施。将防雷器安装于同轴电缆的输出端以及输入端，同时注意采用双绞线作为通信介质，对双绞线进行接地处理或者是将其接到机壳上。
三、电源设备的防雷措施分析
为了预防精密型机电设备出现故障，常采用直流电源进行供电;使交流电变成直流电的系统为逆变系统。在发生雷电现象时，将隔离式变压器安装于逆变器的前方部位有利于保护弱电设备。在电压器的保护下，机电设备不会受到强浪涌电压的冲击，从而有效避免了雷电的损害。此外，还可以对机电设备当中的电源线路加以改造，使之能够发挥防雷的作用。(1)可以应用金属材质的护套来保护线路末端，或者是在配电房中引入埋地钢管，利用埋地钢管与金属护套将电流导向大地;也可将避雷针安装在电源与线路末端的接口处。(2)对于配电房与电源之间的线路，应进行防雷保护。例如埋设接地布线，并确保布线的长度在15m以下。为了避免电源线遭到强浪涌电流的冲击，可以将防雷箱安装在电源上。对于监控楼与配电房之间的线路，应采用特殊的屏蔽电缆，并对其进行接地处理;将防雷箱安装于配电箱当中，以便实现远程监控。(3)在收费车道以及监控机房当中的配电箱中安装防雷器，以便有效避免电源遭到雷电的损害;此外，由于高速公路上的摄像机，例如车道上的摄像机以及广场上的摄像机常安装于室外，其电源输入的部位极易遭到雷击，因此，要将防雷器安装于以上设备的电源端，安装的方式应为串连。
关键词：高速公路；机电设施；防雷；接地技术；雷电灾害防护
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0002－02
雷击是严重的自然灾害，尤其是在广东沿海地区，是雷害最严重的地区之一。雷电作为一种自然现象，对建筑物和设备设施都会造成较大损坏，特别是对高速公路的机电设备的危害。高速公路机电系统是一个功能强大、设备种类繁多的电子系统，既有强电设备又有大量弱电设备，一旦遭受雷击，将会造成整个系统或部分设备损坏，不仅给高速公路运营治理带来极大的不便，而且会带来巨大的经济损失。而良好的接地效果是防雷成功的重要保证之一，如何做好以防雷接地为核心的高速公路机电系统的防雷问题应受到广泛的重视。
1 系统防雷接地的重要性
防雷接地是让已经纳入防雷系统的闪电能量释放入大地，是分流和释放直击雷和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一，也是电位均衡补偿系统的基础。接地的目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地释放，从而保护收费建筑物、电子设备和人员的安全。没有良好的接地系统或者避雷设施，接地不良都会成为引雷入室的祸患，同时还提供了雷电电磁脉冲对电气和电子设备产生电感性、电容性耦合干扰的机会，只有良好的接地，才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。电子设备的防雷接地是机电设备安全稳定进行的重要保证。
2 接地的分类
接地的种类按作用主要分为两类：一是为保护操作人员人身安全及设备不受损害的接地，称为保护接地；二是为保障设备正常运行的接地，称为工作接地。
2.1 保护接地
保护接地主要指防雷接地和设备机壳安全接地。防雷接地是指当受到雷电袭击（直击雷、感应雷、静电感应雷、电磁感应雷、雷电波引入）时为防止造成损害而采用的接地系统。防雷接地常有信号（弱电）防雷地和电源（强电）防雷地之分，区分的原因不仅是因为接地的电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常接在信号独立地上，和电源防雷地分开建设。
2.2 工作接地
工作接地是为了使系统以及与之相连的电子设备均能可靠运行，并保证测量和控制精度而设的接地。
3 接地阻值的要求
通常在高速公路机电系统的防雷接地的阻值是10 Ω，而实际上有不少接地系统要求4 Ω或1 Ω。但往往对于施工单位忽视了季节的因素，认为10 Ω、4 Ω、1 Ω的接地阻就满足要求了，但过段时间进行抽测时可能已经发现阻值变大了，其实，道理不难理解，因为土壤电阻是随季节变化的，规范上所要求的接地电阻实际上是接地电阻的最大许可值，为了满足这个要求，据相关资料得出接地电阻要达到：
R＝Rmax /ω
式中，Rmax：接地电阻的最大值，对于常规高速公路机电系统接地为10 Ω、4 Ω、1 Ω；
ω：季节因数，根据地区和工程性质而定，常用值为1.45。
所以通常所说的接地电阻实际为：
R＝6.9 Ω，Rmax＝10 Ω
R＝2.75 Ω，Rmax＝4 Ω
R＝0.65 Ω，Rmax＝1 Ω
如果在机电工程施工时都能按这样的要求去做，即使在土壤电阻率最高的时候也能满足设计要求。
4 高速公路机电设施防雷接地技术要点
4.1 保护接地应按现行国家标准《建筑防雷设计规范》执行
由于接地良好的状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作拉地体时一般采用40 mm×40 mm的角铁，每根长2.5 m，间距约5 m垂直打入地下，顶端距地面约0.5 m，顶端再用40 mm×40 mm左右的扁铁全部焊接起来，构成一个统一的接地系统。
根据高速公路收费站各种地理环境，要满足设计接地低阻值的要求，做到良好、稳定的接地效果应因地制宜地进行施工设计。地网的形状直接影响接地达到的效果，外场设备接地可充分利用其基础的配筋，即在基础浇筑时将接地极与基础本身的配筋焊接好，如接地环境较差，则应综合考虑现场的情况，如地形、含水情况等。
4.2 等电位连接措施
为保证设备和操作人员的安全，各类电气、电子信息设备均采取等电位连接接地措施，在做等电位连接时，还应充分利用工程本身的资源，如敷设用于穿缆线的钢管，对于机房则可以利用设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道等将电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、计算机直流地、屏蔽线外层、安全保护地及各种浪涌电压保护器接地端均应以最短的距离就近与等电位连接，构成合理的电位连接网络。
4.3 强电设备与电子设备的接地需分设
所有电子设备在接地原则上必须和强电部分的接地严格分开，且之间至少应保持15 m以上的距离。从抑制干扰角度来看，将强电设备地和电子设备的所有地分开是有益处的，因为一般强电设备的地线是不太干净的。但从工程角度来看，在有些特殊场地要保持该两组地隔开到那样的距离是很困难的，此时也可以考虑共用接地。但需要考虑以下因素。如强电设备地上干扰是否很大，大电流设备启停是否频繁，对地产生的干扰是否很大。强电设备的接地电阻是否足够小，而且整个地网各个部分的电位差是否很小，即地网的各部分之间的阻值是否≤1 Ω。电子设备的抗干扰能力以及所用到的传输信号的抗干扰能力是否较强等。对于高速公路收费机电系统的接地而言，由于不存在地域限制，完全可以将电子设备接地和强电部分接地严格分开。
考虑到收费机电设施数量庞大，大部分设施及工作人员在露天收费网架下收费亭内进行作业，更需要保证设备及人员安全，所以在收费人员工作环境内加装防静电地板进行对收费人员的安全保护。
5 接地体的选用及其考虑因素
在土壤电阻率较低且均匀的平地，应以垂直接地型为主，
接地体采用圆钢、钢管扁钢、角钢或不等边角钢；在土壤电阻率较高的地区，根据电阻率的高低应采用4～6根40～100 m长的射线；对于近处60 m以内有土壤电阻率较低的地带，可采用外引接地，再加几根射线。
良好的接地效果是防雷成功的重要保证之一，而接地电阻的大小，是接地效果好坏的表征。雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，所以要想达到良好的防雷效果，接地电阻必须越小越好，而接地电阻又包含：接地体与接闪器之间的连线电阻；接地体本身的电阻；接地体与土壤的接触电阻；当电流流入土壤后，土壤的电阻。所以接地电阻的大小取决于4个方面：①接地体与闪接器之间的连线宜短而直，材料为多股铜线；②接地体之间所有焊接点，除浇注在混凝土中的外，均应进行防腐处理，接地体的焊接长度要求对扁钢为宽边的2倍，圆钢为其直径的10倍；③接地体与土壤的接触电阻的大小与接地体的形状、与土壤接触的松紧程度直接有关，要求接地体与土壤的接触要紧密，同时面积足够大，在腐蚀性较强的土壤中应采用镀锌等防腐措施或加大截面，并将焊接处涂上防锈漆；④当电流流入土壤后，土壤的电阻与土壤的电阻率成，然而土壤的电阻率一般都较大，所以要降低接地电阻，必须采用接地降阻剂，它可以改善土壤的导电性能，增大接地体的有效半径，从而增大接地体的流散面积，使接地电阻降低，同时还可以减小接触电阻。
6 怎样做好雷电灾害防护
单位应定期由专业防雷公司检测雷设施，评估防雷设施是否符合国家规定要求，高度在45 m以上的设备需两年检测一次。
单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，进行各项防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维护。雷雨过后，应检查安装在收费、CCTV监控、通讯等电子设备电源线和信号线上的过压保护器、视频防雷器、数据防雷器等防雷设施有无损坏，发现损坏时应及时更换。
建设单位在防雷设施的设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点，雷电活动规律等因素综合考虑，采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。应采用技术和质量均符合国家标准的防雷产品，新增设备时应同时对防雷系统进行重新设计和建设。
7 结束语
总而言之，高速公路机电系统的防雷是一项复杂而系统的工程，不管如何复杂，都离不开良好的防雷接地效果。要做好高速公路机电系统防雷工作，应重视全方位、立体化综合防治，对发生的实例探讨研究，针对性地采取适当的防雷接地措施，并加强日常的防雷接地检测，有效地预防雷击对机电系统的损坏，以期达到良好的防雷保护效果。
参考文献：
［1］唐宽厚.雷电对高速公路机电系统的危害与预防［J］.广西交通科技，2003（5）.
［2］陈建文.关于高速公路机电工程防雷系统介绍［J］.科学之友（B版），2005（2）.
Lightning Protection and Grounding of the
Highway Electrical and Mechanical Facilities
Chen Qiheng
关键词：高速公路；机电设施；防雷接地技术要点
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
雷击作为严重的自然灾害，会造成不同程度的经济损失，而且还带来人身安全。而高速公路机电系统作为交通工作中的一个重要工作环节，必须要做好防雷处理。因此，对高速公路机电设施的防雷接地技术要点的探讨有其重要的价值和意义。
一、高速公路机电设施防雷接地的重要性
高速公路机电设施防雷减灾的意义在于用很少的钱预防大的损失，其作用在于使用科学的手段规避自然灾害预防，简单来讲，针对可能发生的损失的理念来解决问题，而接地是避雷技术最重要的环节。
正如我们所知，高速公路机电设施的投入是比较大，系统错综复杂，更重要的它是人群和车辆比较集中的场所，由于内部电子信息系统设备比较多，而这些系统影响着公路的正常运行，一旦受到雷击或雷电波，后果将不堪设想，而且公路主于地下，但机电设施却位于地面，因此这些部位成为雷电波入侵的突破口。因此，必须要通过防雷处理，最终把雷电流送入大地，通过合理而良好的防雷接地装置和技术，规避雷击的发生，从而减少损失，降低危险系数。
二、高速公路机电设施的防雷接地技术要点分析
高速公路机电设施防雷接地，是特指为实现防雷功能目的的接地，在某些情况下，可以与其他接地共用接地装置。从根本上讲，其最为主要的目的就是避免雷电流对地面事物的破坏，在其通过接地系统时，将电流释放到大地中，从而有效的保证地上建筑、人员以及机械设备的安全。一般而言，高速公路机电设施的防雷接地技术，其主要的技术要点有以下几个方面：
1.防雷接地种类
所有的防雷都必须接地，接地作用是泄掉雷电流。因此，对于防雷接地技术，首要工作就是要掌握心雷接地的种类，一般而言，按接地种类，可分人工接地体和自然接地体两种，其中，人工接地体就要是通过人工敷设的扁钢和角钢来完成，而所谓的自然接地就是利用建筑物基础钢筋，或者直接利用基础钢筋来达到防雷设置。在实际选择中，对于具体的接地方式，需要根据防雷的要求来进行针对性的选择。
2.控制接地电阻值
对于接地电阻值的要求，一般对于单纯的建筑物、构筑物接地电阻10欧姆以下，涉及到电力系统的接地电阻1欧姆以下，在具体的实施时，要根据当地情况可以适当放宽到4欧姆以下，而要涉及到静电接地，规定只要达到100欧姆以下就可以。低接地电阻对保护设备是有好处的一是限制对地电压，二是改变事故电流，因此，可以经过改变接地电阻来实现。在这里主要针对高速公路机电设施的防雷接地电阻值的确定进行简单分析：
首先，确切数据需要根据应用地具体情况进行计算，由于发生雷击时，过电压对集成块的影响是非常大的，降低接地电阻是最有效的防过电压措施，一般对单纯强电来说，接地电阻可以做成不大于4欧姆，但对有集成块设备的重要场合，大都做成不大于0.5欧姆。按4欧姆进行设计和施工，不一定就能正赶上“过电压”，并且根据实际需要和重要性及选用的机电设备，进行具体的计算与分析。
其次，对于机电设施电源防雷而言,一般情况下要求做到4欧，若是在具体的应用中，还添置了相关的信号防雷，则需要根据设备来分析,目前很多接地都做到了小于1欧，所以联合接地上来讲，完全可以达到规范要求的4欧，另外，除了集成电路设备，在一些高压超高压同样要求很低的接地阻值。因此，对于高速公路接地阻值的要求，主要是根据设备来确定。如很多雷击事故不是经电源线来击坏设备的,常常是经(弱电)信号线来击坏设备，最常见的经网络线击坏交换机以及其他设备，而信号的接地一般都要求很低的接地阻值,这里我们以事例来具体说明，若是电压为5V的雷击可以击坏机电设备,接地做4欧的电阻,电流只要高于1.25A就会击坏设备，而一般的感应电流要经信号防雷器到设备端想达到所要求的值是存在一定难度的，因此，在防雷接地技术中，科学选择接地电阻值。
3.优化接地装置布设结构
在高速公路防雷接地技术中，对于接地装置的布设结构形式的设置，需要从以下几点入手：
首先，利用现代新型高效防雷技术，开发的安防监控、电脑、电视机、ADSL猫、宽带交换机、电话程控交换机、有线电视系统、电视发射台等专用避雷器，以此来提高防雷效果。
另外，接地本身作为机电防雷技术中最为重要的一块，必须要建立一个统一有效的接地系统，这也是整个雷电防护工程设计的基础，一方面，既可以保证雷电流在地中均匀耗散，不会形成过大的电位梯度，防止造成接地系统和信号线缆之间的反击，另一方面，可以减小雷电流对信号线的干扰程度，从而更好的强化防雷接地效果。
4.弱电设备接地设置
弱电设备中的地线与强电中的地线会存在一定的直流电压，一般其范围主要控在0—14V，从理论上讲，只要接地，电压就为零，但是在实际情况中，是我们埋设接地体的大地也是有电阻的，不同的土壤电阻率不同。从接地体到电源或是强电系统的变压器接地的中性点之间就存在电阻，当有电流通过时，其上就会出现电压了。因此，弱电接地系统也是要经过设计的，并且针对不同的用途对接地电阻值有不同的要求，将强电部分与弱电部分分开，并且距离不可以小于15米，从而提高设备的抗干扰能力。
三、注意事项
在现有的技术条件下，所有防雷都需要进行接地处理。一般而言，在高速公路机电设施中，需要做防雷接地情况很多，如建筑物防雷，其主要属于直击雷的防雷，另外，还包括电源、机房、监控等的防雷等，而这些则主要是指感应雷的防护。因此，除了要掌握接地防雷技术以外，还需要注意以下相关内容：
首先，工作人员要根据防雷接地技术工作的特定专业限制，深入学习，尤其是现在的辅助软件，通过理论知识的学习与积累，加强对实践工作的具体指导。在现有的社会环境下，工作人员，不仅要了解和掌握基本电力常识，还需要掌握防雷接地技术软件、计算机基础知识、机械专业知识、电气专业知识，等，在实践工作中，不断地充实自己，使得自身素质全面提升，与此同时，要加强对防雷接地系统及其结构的分析研究，在系统发生故障时，并且在有限的时间内，及时消除故障。
其次，做好防雷其实主要是做好拦截、分流、接地、等电位连接。如果是金属结构的杆体，利用杆体本身做为接地引下线是最好的。非金属摄像机高杆的避雷针引下线，会由于雷电流的集肤效应，使得大量的电荷只是沿着导体的表面流动，因此为了提高泄流的效果，尽量采用横截面积和表面积比较大的导体，例如采用40X4的热镀锌扁钢，其表面积就要比25平方的导线或者Φ 8的圆钢大得多，泄流效果也好得多。同时，联合接地点的数量没有明确要求，按要求联合接地地阻达到规定要求小于4欧，当然有条件的能降到1欧一下更好。
此外，需要通过在设备电源线和信号线上地线之间串接等电位连接器也即浪涌保护器（SPD），实现在正常工作状态下电源线和信号线对地线没有任何联系，一旦地线、电源线、信号线三者之间出现电位差，SPD立即动作将三者之间的电位维持在一个相等水平，从而保证机电系统的安全性与稳定性。
关键词：高速公路 防雷装置检测 误区
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0035-02
Analysis of Common Errors in the Detection of Lightning Protection Devices for Expressway Mechanical and Electrical Facilities
Li Peng
（Henan Provincial Lightning Protection Center，Zhengzhou He'nan，450003，China）
Abstract：With the continuous expansion of the scale of highway construction， the increasing use of precision instruments， the impact of lightning on the highway facilities.Through the research， the re
雷是发生于大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射的灾害性天气现象。雷电灾害有两类：一类为直接雷击灾害；另一类为感应雷击灾害。前者会直接击死、击伤人畜、击坏输电线、建筑物，甚至引发火灾；后者悄悄发生，不易察觉，主要以电磁感应和过电压波的形式对微电子设备构成危害。两种形式的雷击尽管表现形式不同，但对人们生命财产均构成严重威胁[1]。
随着防雷装置使用年限的累积，加之防雷装置多为露天装设、易受雨雪侵蚀锈蚀，导致性能下降甚至失效，因此对高速公路机电设施定期进行性能检测，对于科学掌握防雷装置性能状态，针对性进行科学维护，保障高速公路机电设施雷电安全具有重要意义。在实际操作过程中，由于高速公路点多线长，机电设施装设环境复杂，加之供电、通讯系统种类多，对防雷装置性能需求不统一，对机电设施防雷装置现场检测工作在仪器使用、测试部位选取和测试结论记录等方面存在较多误区。通过对这些误区的分析和应对，可以使检测工作做到更加科学、有效，更加真实的反映高速公路机电设施防雷装置的性能状态，以及更针对性地提出维护保养以及整改的建议。
1 检测仪器使用的误区分析
目前，对高速公路机电设施防雷装置检测使用的仪器主要包括工频接地电阻测试仪[2]、毫欧表、压敏电压测试仪、电磁屏蔽测试仪、等电位测试仪、土壤电阻率测试仪[2]、静电电压表、万用表。其中，工频接地电阻测试仪、土壤电阻率测试仪和等电位测试仪在使用过程中容易产生误区。
1.1 工频接地电阻测试仪使用误区
接地极位置选择错误。在高速公路收费区检测过程中，工频接地电阻测试仪接地极安放位置附近有供配电设备、地下埋有大尺寸金属物或与被测设备接地位置重合。此类误区导致测试仪表测试结论显示值波动、测试值较实际值偏小。
测试延长线选择错误。由于高速公路机电设施往往沿高速公路路线敷设，在检测过程中需要使用延长测试线的方法，避免反复移动测试仪表，造成测试值失准。但在选择延长线的过程中，检测人员往往不注意测试仪表对线径、线材和线阻的要求，盲目选择粗、长、硬的线材来做测试延长线，导致测试结果失准。
1.2 土壤电阻率测试仪使用误区
常用的土壤电阻率测试仪采用四极法测量土壤电阻率：选取四个接地电极按直线排列，则根据极间距离及测试仪读数即可直接求得土壤电阻率[3]。由于高速公路机电设施敷设多为周边空旷且露天的环境，受雷电直接侵袭和雷击电磁脉冲侵袭概率较大，因此，利用土壤电阻率计算防雷装置散流效率尤为重要。
但在土壤电阻率测试仪使用过程中，受限于测试环境，接地极在沿高速公路线路敷设时，往往与地下大尺寸金属物、管线平行布置，此类误区导致测试仪表测试值较实际值偏小。
1.3 等电位测试仪使用误区
由于受环境限制，在缺少土地供工频接地电阻测试仪测量时，也使用等电位测试仪测试接地电阻。在高速公路机电设施防雷装置检测过程中，往往在收费区测试车道设备、相关机房设备时使用等电位测试仪。等电位测试仪的使用误区主要集中在测试基准点的选取方面，往往在不察觉的情况下利用带弱电性的设备外壳作为测试基准点，造成测试仪表测试结论显示值波动。
2 测试部位选取的误区分析
2.1 防直击雷装置测试部位选择误区
高速公路机电设施防直击雷装置装设位置主要包括高杆灯、广场摄像、自动气象站等，这些设施在装设防直击雷装置时要求各有不同，如自动气象站要求设置独立的引下线和接地装置，不得利用金属支撑杆做引下装置等。但在检测过程中，由于对相关标准不熟悉，检测人员在检测过程中容易错误选择测试部位。
2.2 土壤电阻率测试部位选择误区
高速公路机电设施的接地装置安装位置大多是回填区域，由于高速公路的环境特性，周边农田或林地较多，测试过程中，测试人员在未掌握接地装置是否安装在回填区域的情况下，容易盲目选择土壤电阻率低的农田或林地进行测试，反而无法测得真实数据。
2.3 等电位测试部位选择误区
在对高速公路机电设施进行等电位测试时，测试基准点选择误区已做介绍，此外还存在的误区包括，测试目的不同导致选择测试部位错误，例如，需要测试接地电阻的设备或需要单独接地的设备（消防控制设备等），无法进行等电位测试的情况。
3 测试结论记录使用的误区
高速公路机电设施防雷装置检测需要在一定的环境、气象条件下进行，如周围无大型电磁设备、无雨、非冻土等。不同的环境、气象条件测得的数据，均需要进行修约比较和加权处理后才能客观、科学地显示真实数值，如未进行相关数据处理而直接使用测试值作为结论，往往导致结论失准。
4 结语
防雷装置检测工作是一项技术性、规范性较强的工作，知识技术涉及面广，工作程序要求严谨，测试结论和建议应慎重。从技术方法上讲，无论是国际俗肌⒐家标准还是行业标准都有明确规定。因此，开展防雷装置检测工作时，尤其要结合项目特性，制定科学、全面的检测方案，查阅有关设施设备的防雷标准和要求，切勿由于主观失误造成结论谬误。
参考文献
[1] 金磊.城市灾害学原理[M].北京：气象出版社.
[2] 上海市防雷中心，安徽省防震中心，浙江省防震中心，等.GB/T 21431-2015，建筑物防雷装置检测技术规范[S].北京：中国标准出版社.2015.
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
我国高速公路正随着我国经济的快速发展而发展，高速公路的长度正以前所未有的速度增加。作为高速公路工程中重要的组成部分，机电工程施工质量对于保证高速公路整体工程质量与进度有着至关重要的影响。然而由于高速公路机电工程线缆施工具有复杂、种类多、易遗漏等特点，往往极易出现问题。
一、高速公路机电工程的特点与现状分析
照明系统、通信系统、收费系统以及监控系统组成了我国高速公路机电工程。在整个高速公路的投资中，机电工程所占份额往往达到了1%到2%，同时其包括的单项工程较多，每个单项工程的内容与实际情况各不相同，这就给机电工程的施工质量造成了一定的影响。
目前我国的高速公路机电工程普遍存在进场晚、工期紧等特点，主要是由于机电工程通常必须等桥隧工程、路面工程、路基工程、土木工程完成后方可进行的。另外，机电工程施工顺序也是相当重要的，一般先进行管道工程的施工，与此同时基础建设、桥梁建造也在同步进行，但绝大部分机电工程的施工要等到正式通车之前才进行实际施工。此时留给实际施工的时间就相对较短，一般在3至5个月间，甚至更短。因此质量要求高、工期紧是高速公路机电工程的关键问题之一。除此之外，高速公路机电工程还要与供电、绿化、房建、基建等专业的施工相配合。
二、高速公路机电工程常见问题与应对研究
（一）施工工期
前文已述，机电工程在施工中的特殊性决定了机电工程往往都是在总体施工计划的最后进行，因此不可避免地会存在任务重、工期紧的问题。所以在高速公路机电工程施工中，应将必要的一些施工条件准备好，比如机电工程施工之前的准备工作，包括设备、线缆的准备、施工人员的准备等，从而最大程度地保证机电工程在短工期内的施工质量。
（二）设备线缆
高速公路机电工程所涉及到的设备、线缆种类众多，而设备、线缆的质量也在一定程度上决定了高速公路机电工程的施工质量。首先应规范机电工程设备与线缆的招标工作，选择质量过关、信誉好的生产厂家，并在设备、线缆到达施工现场后，做好抽样检查、报验等工作。
（三）质量检验
安装与检测是高速公路机电工程施工中的重要内容，通常分为2个阶段，一是检测整个机电工程的质量，二是对监控系统进行重点检查。因此机电工程施工要严格做好设备线缆的安装工作，预先检查，避免在检测时产生问题。
三、机电工程主要施工技术与要求研究
（一）施工准备阶段
作为高速公路机电工程中的关键环节之一，施工准备阶段包括现场准备、人员准备、技术准备与资源准备等。其中现场准备就是要将施工现场清理出来，从而为施工提供必要的施工环境，如障碍物清理、场地平整、水电接通、工棚搭建、安全设施的设置等。而技术准备则是指将设备安装图纸与施工图纸进行全面了解与掌握，以相关资料为依据，预见性地做好可行、有效的预判，同时还要对图纸中存在的不合理问题提出相关建议。人员准备则是部署与安排施工人员、记录人员、搬运人员、技术人等等。
（二）施工阶段
由于高速公路机电设备与线缆属于精密仪器范畴，因此在施工中任何的不规范操作都极有可能导致机械设备或是线缆产生损坏。在机电工程施工时，先要根据施工对象的不同来进行分别要求，比如对施工条件的相关要求：清理施工现场、调配人员、准备施工器具、清洁穿线管道、分类线缆、包封导线接口、线管内线缆总面积应小于截面积的40%、应紧贴墙面安装暗装箱盖等。除此之外，在施工过程中还必须注意的技术要求还包括：车辆线圈检测器的误差应在3%范围内，计数精度大于99%，占有率精度大于95%。采用低压电缆线圈，保证利用电缆用聚丙烯作为绝缘材料且使用寿命应超过5年，不会有互相干扰问题产生于环型线圈之间，同时其应与终端处理器相匹配，并能够避免邻近车道车辆导致的误检。检测电路的工作频率范围在16至116kHz内，灵敏度可选等等。
四、高速公路机电工程线缆敷设施工技巧
首先，在敷设线缆之前，必须对施工图纸进行充分研究，对应相关的工程量清单，对每个设备的相关用途进行了解，并掌握设备放置的具置，再将与之相连的所有线缆型号罗列出来，包括另一端的设备。必须注意的是，如果利用这种罗列的方法，极易出现重复罗列的问题，容易造成线缆的混乱。因此可利用一个线缆施工的技巧来解决这个问题，即先将核心设备的线缆列出，再将与其连接的终端设备与中继设备线缆列出。这里指的核心设备就是与大部分设备连接，同时对这些设备实施指令控制、传输数据等操作，使系统功能得以实现的关键设备。较为典型的核心设备如矩阵控制器、车道控制器等，前者是监控系统，后者是收费系统中的核心设备。中继设备则负责连接核心设备与终端设备的中间设备，其作用是为终端设备与核心设备提供连接桥梁，并起到协议转换、补偿或是放大传输信号的功能，比较典型的中继设备包括协议转换器、光端机、交换机等。
通过将核心设备线缆先列出，再将与其连接的终端设备与中继设备线缆列出的方法，就能清晰地罗列出所有设备间连接线缆的规格、型号。
虽然这个技巧如果以传统的管线敷设的角度来看，一定程度上违反了“先敷设管道，再敷设线缆，最后安装设备”的顺序。但传统管线敷设方法必须基于清晰、无变更、设备确定位置的条件之下进行的，如果遇到施工图纸管道敷设不合理、管道敷设变更或是在实际施工作业过程中存在障碍而不得不改变原设计路线等实际问题时，传统敷设方法就无法体现出这种技巧的灵活性。另外，这种技巧还能使所有使用线缆的长度、规格与型号的统计更为方便、直接，也就是说对机电工程线缆成本有了一个很好的控制效果，使整体施工工序、工作强度变得更为轻松、高效。
结语：综上所述，对于我国快速发展的高速公路工程来说，为保证其使用寿命与使用质量，首先就要保证机电工程的施工质量。而机电工程机械设备安装与线缆敷设则是其中的关键点，除了在机电工程的准备阶段与施工阶段做好相应的工作之外，在相对较为复杂的线缆敷设环节，还应根据现场实际情况与机电工程施工经验采取相应的线缆敷设的施工技巧，充分了解与掌握设计图纸、施工图纸的意图、原理与目的，使繁杂的线缆敷设工作变得简单，避免出现漏接、错接等问题。
参考文献：
[1] 林晓峰.浅谈高速公路机电工程线缆敷设工程施工的技巧.[J].科技信息(科学教研).2008(6)
关键词：高速公路；隧道；机电设施；检测技术；运用
作为承载重要交通功能的位置，高速公路隧道安全隐患的存在会从一定程度上对人们的生命安全和财产安全产生威胁。高速公路的安全保障目的主要是通过隧道机电设施实现的。对此，有必要通过检测技术的应用保证高速公路隧道机电设施具有良好的使用性能。
1 高速公路隧道机电设施
1.1 高速公路隧道机电设施的种类
从整体角度来讲，高速公路隧道机电设施的种类主要包含通风设施、照明设施、监控设施以及消防设施。对于高速公路隧道而言，所有机电设施的联合应用是保证整个机电设施系统起到提供信息、保障隧道运输安全作用的必要前提条件[1]。
1.2 高速公路隧道机电设施故障的种类
高速公路隧道机电设施故障主要包含以下几种：
1.损耗故障
这种故障主要是指随着机电设施使用时间的增加，部分元器件或零部件老化引发的故障。
2.早期故障
这种故障主要是由机电设施本身在材料使用以及设计生产等方面存在的缺陷因素引发的。相对于其他故障而言，机电设施早期故障的隐蔽性特点较为明显，其检测技术的难度相对较高。
3.偶发故障
高速公路隧道机电设施的偶发故障是指，在维护失误、设施使用操作失误等具有偶然性特点因素的存在下引发的。相对于其他故障而言，机电设施偶发故障的预测难度较高。
2 高速公路隧道机电设施检测技术的运用
这里主要从以下几个方面入手，对高速公路隧道机电设施检测技术的运用进行分析：
2.1 高速公路隧道机电设施检测技术的应用对象
就高速公路隧道机电设施而言，检测技术的应用对象主要包含以下两方面：
1.机电设备的检测指标方面
检测技术应用的机电设备对象数量较多，这里只对几种较为重要的设备检测指标进行分析：第一，闭路电视监控系统。就该机电设施而言，检测技术的检测指标主要包含设施的微分相位、各个接地电阻、色度及亮度、脉冲及电源干扰等参数指标。第二，环境检测器。就该机电设施而言，检测技术的应用指标对象包含信号传输方式、各个传感器的灵敏度和精度偏差、自检功能和自动恢复功能等。第三，车辆检测器。就该机电设施而言，主要的检测指标包含设备传输性能、自检功能、平均车速精度及控制功能等[2]。
2.机电设施的外观检测方面
高速公路隧道机电设施检测技术在外观检测方面的应用对象主要包含整个隧道机电工程中能够的线路敷设合理性、设备安装质量、电缆和光缆的敷设情况等。从检测技术的应用作用层面来看，虽然所检测出上述对象外观问题的存在在较短时间内不会影响整个机电工程的正常使用，但随着时间的增加，这些外观缺陷问题的存在会逐渐积累成较大的问题，进而诱发高速公路隧道事故发生概率的增加。
2.2 机电设施检测的检测仪器
就高速公路隧道机电设施的检测仪器而言，主要包含色彩辉度计、电阻测试仪、视频测量仪、万用表、湿温度计、超声波测厚仪等。由于高速公路隧道机电设施的种类较多，为了保证检测技术作用的有效发挥，在选择检测仪器的过程中，应该根据实际的待检机电设施选择适宜型号的仪器。
2.3 高速公路隧道机电设施检测综合评价模型的构建
为了判断检测技术的应用效果，需要针对实际的高速公路隧道机电设施检测情况构建出综合评价模型。该模型的构建流程主要包含以下几个步骤：
1.确定检测技术评价的评价集
评价集是针对高速公路隧道机电设施检测技术应用情况评价所得评价结果的集合。从模糊综合评价的适用性角度来讲，在评价等级数量的4-9范围中，随着等级数量的增加，其所对应隶属函数的确定难度会发生相应提升。对此，这里将高速公路隧道机电设施检测评价的等级数量确定为5，因此，该评价集为：
Q={q1，q2，q3，q4，q5}
2.确定机电设施检测评价的权重集
高速公路隧道机电设施检测评价权重的确定方法包含许多种，如专家法、频数统计法以及AHP法等。根据评价对象的特点，这里将权重的确定方法选择为AHP方法。这种方法的权重确立步骤主要包含：第一，判断隧道机电设施检测评价对象的矩阵A的含义及标度情况。第二，当上述判断工作完成之后，需要将评价对象的特征向量W1以及矩阵A的特征值的最大值确定出来。第三，为了防止利用AHP方法计算权重的过程中逻辑错误问题的存在，可以通过一致性检验的方法确定上述步骤所构造出的矩阵A是否合理。当一致性检验合格之后，可以利用矩阵A完成评价对象权向量W2的计算[3]。
2.4 构建高速公路隧道机电设施检测评价指标体系
机电设施检测评价指标体系的构建流程主要包含以下几种步骤：
1.体系构建原则的遵循
为了保证该指标体系构建的实效性，构建过程应该遵循以下几种原则进行：第一，独立性原则。这种原则是指，在将该体系的组成指标确定出来之后，应该保证不同指标之间具有良好的独立性特点。第二，系统性原则。评价指标体系的最终目的是对高速公路隧道机电设施检测进行评价。该评价作用的产生建立在体系具有良好系统性特征的基础上[4]。
2.选择适宜的评价指标
从高速公路隧道机电设施检测评价指标体系的实际需求来看，应该将该体系的评价指标确定为以下三层指标：第一层，高速公路机电设施当前技术状况。第二层指标：高速公路的供配电设施、通风设施、照明设施、消防设施以及照明设施这几种；第三层评价指标，该层指标主要是各个机电设施的具体化指标参数，如某机电设备的接地电阻、自检功能等[5]。
3 结论
高速公路隧道机电设施的种类和数量相对较多。这些机电设施承载着不同的功能，其通过自身功能的发挥起到保证隧道正常运用的作用。检测技术的应用主要是基于超声波y厚仪、万用表以及电阻测量仪等仪器实现的。除此之外，还可以通过构建机电设施检测综合评价模式的方式，确定检测技术应用的有效性。
参考文献
[1]谭小刚. 高速公路隧道机电设施检测技术应用研究[D].长安大学，2014.
[2]戴学臻. 公路隧道运营安全评价及管理系统开发研究[D].长安大学，2010.
[3]游婷. 基于可靠性的公路隧道机电养护管理系统研究[D].重庆交通大学，2009.
[4]杨育鸿. 公路隧道施工质量检测及评价方法研究[D].西南交通大学，2009.
[5]谭小刚. 基于模糊评价法和层次分析法的高速公路隧道机电设施综合评价模型[J]. 公路交通科技（应用技术版），2016，07：140-143.
关键词：高速公路机电安装施工准备质量控制
Abstract: China's highway construction of the backbone network to enter into a network of mature period, and good capacity to bring the convenience of driving. Mechanical and electrical engineering facilities in highway design, construction, commissioning, operation and management into the monitoring phase of the provincial or inter-provincial interconnection charges. Therefore, we should improve the mechanical and electrical construction technology and management. This paper describes the status and characteristics of highway mechanical and electrical construction, mechanical and electrical construction of highway and requirements for analysis and quality control measures in the construction process.
Keywords: highways, mechanical and electrical installation, construction, preparation, quality control.
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：
目前，从已建成的高速公路项目来看，机电工程基本上都是在土建、房建基本完成后才开始实施的，这就存在土建、房建从施工到交工验收时是否充分考虑了机电工程的实施，在进行机电工程施工时，是否综合考虑优化建设，联合调试是否考虑到了省域省际联网调试等问题。高速公路机电工程的建设情况直接影响其运营管理体系和模式，为了使运营管理综合效率有更大的提高，需要在机电工程开始之初，就投入关注。
1 高速公路机电工程施工的现状及特点
目前，我国高速公路机电工程基本由5大部分组成，它们分别是监控系统、收费系统、通信系统和通信管道，供配电照明系统，以及隧道机电工程。据统计资料显示，机电工程的投资占整个高速公路投资的1%~2% ，属于高速公路附属设施，在建管过程中难以受到应有的重视。但高速公路机电工程本身包含的项目多，点多面广，管理复杂，每个系统组成部分的实际情况不一，因此，施工质量的控制都存在着不同程度的困难。
高速公路机电工程存在专业多、工期紧、进场晚等特点，因为机电工程施工一般是在土建工程施工完成后才进行的，基本上就是通车前的最后一道工序。同时，机电工程的施工又分先后顺序，通常预留预埋工程、管道工程、收费土建工程为先。虽然在管道工程施工可与土建施工同期进行，但是大多数的机电工程施工却是在正式通车前才进入实际的施工阶段。一般的实际施工在 3~5个月之间。因此施工质量要求高成为机电工程施工最大的问题。
另外，机电工程的施工还必须与路面基层、房建、绿化、10KV外供电、消防等方面的施工进行交叉施工，致使工程难度加大，因此，如何保质保量地完成机电工程施工，成了高速公路机电工程施工的关键问题。
2高速公路机电工程设施施工及要求
2.1施工前的准备工作
机电工程施工存在大量的前期工作，前期工作完成的好坏直接影响到机电工程的施工进度和质量控制。以广东省为例，前期准备工作主要包括联合设计、施工界面交接、设备采购、施工组织等。联合设计工作是在中标合同的基础上，按照总价不变、设备品牌不变的原则，结合施工现场界面实际情况和招标用施工图，联合项目业主、设计单位、监理单位、施工单位，以设计单位为主进行的机电工程施工安装图纸细化设计。联合设计有利于更好地指导施工，减少工程实施过程中工程变更办理带来的对施工和工期的负面影响。编制好有用于总控制和协调的施工总进度计划和单项工程的详细网络计划，对整个机电工程从网络设置到外场设备的布置都需要因地制宜的考虑，满足管理体制和系统结构特点的需求，有较强的针对性。机电工程施工界面交接包括路面基层、房建、绿化、10KV外供电、隧道预留预埋工程等方面，尤其是隧道机电工程预留预埋，必须做好风机预埋件的静载试验和预埋管线的试通。在施工管理人员方面，抽调相关专业有丰富施工经验且具有较高理论水平的工程技术人员组成项目部管理班子。在劳动力安排方面，针对工程具有劳动力短期内大量使用的特点，安排足够的劳动力，避免出现劳动力短缺。合理组织设备材料的采购，及时配备运输工具，确保采购的材料和设备有效的调配。
2.2 施工过程中的主要技术及要求
机电工程的施工是精与细的结合，细节决定成败。机电设备是精密性仪器，任何一个不经意的动作都可能导致设备的准确性失真或损坏。因此，在施工过程中对施工技术的要求非常严格。在施工过程中，首先要熟悉施工图纸和技术规范，因为机电系统专业多，涉及到跨行业的技术规范和要求，而且施工工期短，难以按照各种专业配置相应的专业人才，因此，在施工前要做好施工技术交底工作。第二要根据不同的专业和施工对象分别要求。例如安装现场需要对各个机电设备进行清理，线缆理顺平整，对工种和劳动力进行调配，做到持证上岗，使整个安装过程井然有序，要做到上一道工序对下一道工序负责。这其中，又包括施工器具的准备、穿线管内的清洁度、导线的分类、导线接口的包封等等。技术要求细致，例如：穿线管内穿线的总面值不能超过截面的40%，暗装箱箱盖要紧贴墙面等等。
3机电施工过程中的质量控制
在机电施工过程中，质量控制措施主要包括进度控制、质量控制、联合调试和安全控制四大方面。
3.1进度控制
进度控制的核心就是根据各项工作网络计划进行按节点验收。对各项工作的每个控制节点，安排机电工程师按时组织验收，检查节点工期前的所有工作是否按时保量完成，如果没有按时完成，则制定加班方案，尽快缩短工期不致推迟后续工作。如果有必要，还可以对施工计划适当调整，消除客观因素造成的进度缓慢，确保进度计划具有可行性，同时做好劳动力、机具、设备材料三大要素的动态监控，保证及时按需配置。
