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摘 要：随着我国经济的不断发展，我国在交通安全问题上也越发加以重视。而高速公路作为一种重要的交通路径，可变情报板的正常工作是避免交通事故发生的重要保障，并且由于多方面的特殊原因导致可变情报板会遭受到雷击从而引发交通事故。本文主要对高速公路可变情报板可能会遭受到的雷击途径，以及如何对可变情报板加以雷电防护展开具体的探讨。
关键词：雷电；可变情报板；防护
高速公路可变情报板作为高速公路监控系统的关键，是高速公路发布相关信息的重要设备。然而由于各种外界因素，主要是天气对于可变情报板可能会造成一定的破坏从而导致高速公路监控系统无法正常的展开工作，对于高速公路中行驶的列车带来一定的威胁。因此，如何有效的保护高速公路可变情报板是很有必要的。
一、高速公路可变情报板可能遭遇雷击的途径
1、直击雷
直击雷对可变情报板加以破坏主要是对于露天环境下的可变情报板直接遭受雷电点击，强大的雷电流从雷击点注入可变情报板，由于雷电流辐值高达几十甚至数百千安，其热效能可以产生高达6000度以上的温度，能够使可变情报板金属熔化，雷电波侵入电力电缆、信号电缆上，可将线路熔断，造成可变情报板缺电、没有信号，导致的无法发布相关的信息。
2、雷击电磁脉冲
雷电感应是指当可变情报板附近发生雷击时，会形成很强的电磁场，从而对可变情报板造成不同程度上的损坏，并且如果可变情报板上方经过带电的云时，由于金属与云有着不同的电荷，从而会产生电动势，进而对可变情报板造成破坏。由于天气变化的原因经常会出现雷电天气，从而会使雷电感应这种情况对于可变情报板的破坏几率是十分大的。
3、暂态电位升高与雷电反击
雷电流流过有电阻与电感连接的支路时，将会在分支导体的电感、电阻和接地电阻上产生压降，使防雷装置中各个部分的对地电位都有不同程度的升高。由于雷电流持续时间很短，这种电位升高现象所持续的时间也很短，所以称为暂态电位升高。由于雷电流的幅值很大，所以雷电流流过可变情报板的接地装置及与可变情报板外壳和构架等处时沿途产生的暂态高电位可能数十万伏甚至更高。它与周围金属体之间发生空气间隙击穿，这种现象称为雷电反击。发生暂态电位升高和雷电反击，都会使可变情报板和附近的监控系统设备严重受损，这种破坏力极强。
二、高速公路可变情报板的雷电防护措施以及效果分析
高速公路可变情报板的正常工作直接关系着高速公路上驾驶人员与乘车人员的安危，并且由于其特殊性，会受到各个方面的影响，如电力电缆的损坏、信号电缆的损坏都会直接导致可变情报板的工作异常从而无法发布信息，因此可变情报板雷电防护是极为重要的。防雷防护是一系统工程，是由直接防护和间接防护构成，即由外部防雷系统和内部防雷系统组成。外部防雷系统包括：安装接闪器（带、针、线）、防雷接地和等电位连接。内部防雷系统包括：防雷接地、等电位连接、综合布线、屏蔽、过电压保护。为了有效保护可变情报板正常运行，免遭雷电的破坏，其防雷防护有下列几种情况。
1、可变情报板直击雷防护
对直击雷的防护主要是使可变情报板避开雷电的直击，但是由于高速公路所处位置的特殊性，周边没有较高的建筑物，会直接导致雷电直击在可变情报板之上，对可变情报板造成较为严重的损坏，此时就需要对可变情报板加以全面的保护。主要把可变情报板的金属框架作为接闪器，增设一条30米至50米的人工接地装置与接闪器相连接。人工接地装置的垂直接地体采用50mm×50mm×5mm的镀锌角钢，水平接地体采用Φ12的镀锌圆钢或40mm×4mm的镀锌扁钢。使可变情报板完全置身在有效的防雷保护范围，从而减少可变情报板遭遇到的雷电的直接雷击。
2、可变情报板感应雷防护
1）可变情报板的电源线和信号线采用屏蔽电缆分别套金属管埋地敷设，金属管每15米与人工接地装置连接一次。为了防电感回路的影响，电源线路与信号线路保持130mm的最小平行间距，电源线路和信号线路与人工接地装置保持1000mm的最小平行间距。
2）电源配电系统雷电防护
电源配电系统遭受雷击是使可变情报板损坏的最频繁的原因，因此电源配电系统的雷电防护措施是极为重要的。电源配电系统的雷电防护：一，在电源分配到可变情报板的电线应该采用金属铠装电缆穿金属管埋地敷设，金属管两端与人工接地装置连接。二，配置三级电涌保护器。第一级主要是在电源总配电箱安装一个三相电源电涌保护器，第二级是在可变情报板中安装单相电源电涌保护器。
3、监控系统雷电防护
监控系统一般由以下三部分组成：1、前端部分。主要由黑白（彩色）摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。2、传输部分。使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。3、终端部分。主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。可变情报板的监控系统前端设备设在户外，需考虑防止直击雷和感应雷。前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。为了施工方便避雷针一般架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢或35mm2铜导线，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器。在前端带云台摄像枪安装组合式视频、云台、电源三合一避雷器一个。无云台的摄像枪，在摄像枪前端安装组合式视频、电源二合一避雷器一个。传输部分，监控系统主要是传输信号线和电源线。传输信号线一般选用芯屏蔽软线，穿金属管埋地敷设。终端部分的信号线路主要为视频信号传输线及云台控制线，可安装对应的信号避雷器，通流容量应大于3KA。
4、等电位防护
等电位连接的目的在于减少可变情报板受雷电侵袭时各个部件之间的电位差，以防止雷电高压反击的产生。主要可以采取共地技术，利用铁架加人工接地体组成统一地网，以达到设备接地、防雷接地的共用。
5、屏蔽保护
可变情报板中采用半导体器件、集成电路和传递信号的电缆，由雷击产生的瞬态电磁脉冲可以直接辐射到这些设备中，造成设备损坏。因此可以将这些设备装在金属箱体中，利用箱体实现屏蔽阻挡电磁脉冲的影响，并将箱体接入防雷接地系统。
小结：综上所述，雷电对于高速公路可变情报板的破坏主要是通过直击雷、雷击电磁脉冲和暂态电位升高与雷电反击这三种途径，因此，主要是针对这三种途径的雷电破坏对可变情报板加以一定的防护措施，比如电源配电系统雷电防护、等电位防护、屏蔽保护等等，使高速公路可变情报板可以避免受到雷电的破坏，保证其正常的工作。
参考文献
[1].陈希，张晓亮.新型可变情报板信息内容对出行路径选择影响研究[A].第五届中国智能交通年会暨第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛优秀论文集（上册）——智能交通[C]. 2009.
[2].王学良，颜海. 电子信息系统雷击风险评估方法及其应用[J].湖北气象.2004.
[3].刘跃军，王芳，徐健，李工.高速公路收费系统的防雷保护措施[J].应用能源技术.2005.
关键词：雷电；可变情报板；防护
高速公路可变情报板作为高速公路监控系统的关键，是高速公路发布相关信息的重要设备。然而由于各种外界因素，主要是天气对于可变情报板可能会造成一定的破坏从而导致高速公路监控系统无法正常的展开工作，对于高速公路中行驶的列车带来一定的威胁。因此，如何有效的保护高速公路可变情报板是很有必要的。
一、高速公路可变情报板可能遭遇雷击的途径
1、直击雷
直击雷对可变情报板加以破坏主要是对于露天环境下的可变情报板直接遭受雷电点击，强大的雷电流从雷击点注入可变情报板，由于雷电流辐值高达几十甚至数百千安，其热效能可以产生高达6000度以上的温度，能够使可变情报板金属熔化，雷电波侵入电力电缆、信号电缆上，可将线路熔断，造成可变情报板缺电、没有信号，导致的无法发布相关的信息。
2、雷击电磁脉冲
雷电感应是指当可变情报板附近发生雷击时，会形成很强的电磁场，从而对可变情报板造成不同程度上的损坏，并且如果可变情报板上方经过带电的云时，由于金属与云有着不同的电荷，从而会产生电动势，进而对可变情报板造成破坏。由于天气变化的原因经常会出现雷电天气，从而会使雷电感应这种情况对于可变情报板的破坏几率是十分大的。
3、暂态电位升高与雷电反击
雷电流流过有电阻与电感连接的支路时，将会在分支导体的电感、电阻和接地电阻上产生压降，使防雷装置中各个部分的对地电位都有不同程度的升高。由于雷电流持续时间很短，这种电位升高现象所持续的时间也很短，所以称为暂态电位升高。由于雷电流的幅值很大，所以雷电流流过可变情报板的接地装置及与可变情报板外壳和构架等处时沿途产生的暂态高电位可能数十万伏甚至更高。它与周围金属体之间发生空气间隙击穿，这种现象称为雷电反击。发生暂态电位升高和雷电反击，都会使可变情报板和附近的监控系统设备严重受损，这种破坏力极强。
二、高速公路可变情报板的雷电防护措施以及效果分析
高速公路可变情报板的正常工作直接关系着高速公路上驾驶人员与乘车人员的安危，并且由于其特殊性，会受到各个方面的影响，如电力电缆的损坏、信号电缆的损坏都会直接导致可变情报板的工作异常从而无法发布信息，因此可变情报板雷电防护是极为重要的。防雷防护是一系统工程，是由直接防护和间接防护构成，即由外部防雷系统和内部防雷系统组成。外部防雷系统包括：安装接闪器（带、针、线）、防雷接地和等电位连接。内部防雷系统包括：防雷接地、等电位连接、综合布线、屏蔽、过电压保护。为了有效保护可变情报板正常运行，免遭雷电的破坏，其防雷防护有下列几种情况。
1、可变情报板直击雷防护
对直击雷的防护主要是使可变情报板避开雷电的直击，但是由于高速公路所处位置的特殊性，周边没有较高的建筑物，会直接导致雷电直击在可变情报板之上，对可变情报板造成较为严重的损坏，此时就需要对可变情报板加以全面的保护。主要把可变情报板的金属框架作为接闪器，增设一条30米至50米的人工接地装置与接闪器相连接。人工接地装置的垂直接地体采用50mm×50mm×5mm的镀锌角钢，水平接地体采用Φ12的镀锌圆钢或40mm×4mm的镀锌扁钢。使可变情报板完全置身在有效的防雷保护范围，从而减少可变情报板遭遇到的雷电的直接雷击。
2、可变情报板感应雷防护
1）可变情报板的电源线和信号线采用屏蔽电缆分别套金属管埋地敷设，金属管每15米与人工接地装置连接一次。为了防电感回路的影响，电源线路与信号线路保持130mm的最小平行间距，电源线路和信号线路与人工接地装置保持1000mm的最小平行间距。
2）电源配电系统雷电防护
电源配电系统遭受雷击是使可变情报板损坏的最频繁的原因，因此电源配电系统的雷电防护措施是极为重要的。电源配电系统的雷电防护：一，在电源分配到可变情报板的电线应该采用金属铠装电缆穿金属管埋地敷设，金属管两端与人工接地装置连接。二，配置三级电涌保护器。第一级主要是在电源总配电箱安装一个三相电源电涌保护器，第二级是在可变情报板中安装单相电源电涌保护器。
3、监控系统雷电防护
监控系统一般由以下三部分组成：1、前端部分。主要由黑白（彩色）摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。2、传输部分。使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。3、终端部分。主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。可变情报板的监控系统前端设备设在户外，需考虑防止直击雷和感应雷。前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。为了施工方便避雷针一般架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢或35mm2铜导线，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器。在前端带云台摄像枪安装组合式视频、云台、电源三合一避雷器一个。无云台的摄像枪，在摄像枪前端安装组合式视频、电源二合一避雷器一个。传输部分，监控系统主要是传输信号线和电源线。传输信号线一般选用芯屏蔽软线，穿金属管埋地敷设。终端部分的信号线路主要为视频信号传输线及云台控制线，可安装对应的信号避雷器，通流容量应大于3KA。
4、等电位防护
等电位连接的目的在于减少可变情报板受雷电侵袭时各个部件之间的电位差，以防止雷电高压反击的产生。主要可以采取共地技术，利用铁架加人工接地体组成统一地网，以达到设备接地、防雷接地的共用。
5、屏蔽保护
可变情报板中采用半导体器件、集成电路和传递信号的电缆，由雷击产生的瞬态电磁脉冲可以直接辐射到这些设备中，造成设备损坏。因此可以将这些设备装在金属箱体中，利用箱体实现屏蔽阻挡电磁脉冲的影响，并将箱体接入防雷接地系统。
小结：综上所述，雷电对于高速公路可变情报板的破坏主要是通过直击雷、雷击电磁脉冲和暂态电位升高与雷电反击这三种途径，因此，主要是针对这三种途径的雷电破坏对可变情报板加以一定的防护措施，比如电源配电系统雷电防护、等电位防护、屏蔽保护等等，使高速公路可变情报板可以避免受到雷电的破坏，保证其正常的工作。
参考文献
[1].陈希，张晓亮.新型可变情报板信息内容对出行路径选择影响研究[A].第五届中国智能交通年会暨第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛优秀论文集（上册）——智能交通[C]. 2009.
[2].王学良，颜海. 电子信息系统雷击风险评估方法及其应用[J].湖北气象.2004.
[3].刘跃军，王芳，徐健，李工.高速公路收费系统的防雷保护措施[J].应用能源技术.2005.