高速公路的通信、監控、收費與通風照明系統是一個功能強大的電器、電子系統，簡稱高速公路機電系統。由于高速公路所涉地域廣、距離長、地形復雜，極易受到雷電的干擾和危害。福建是雷電多發地區，每年高速公路機電系統都會發生很多起雷擊事故。例如：高速公路廈門收費所2002年6月30日遭一次雷擊，導致收費系統幾乎癱瘓，損壞設備類型8種，累計金額達20余萬元。我們在高速公路機電系統的建設與維護維修過程中，深受雷電帶來的災害之苦，深感高速公路防雷的重要性。本文從高速公路機電系統防雷工程目前存在的一些問題人手，提出了高速公路機電系統防雷工程的設計、施工、監理、運行維護各階段的規范化管理要點；針對高速公路機電防雷技術特殊性提出了技術規范化方面的要點；
一、高速公路招評標階段對防雷普遍不夠重視，指標不明確
高速公路系統涉及面十分廣泛，是一個很復雜的系統工程，既有路基、路面、隧道等道路工程，還有控制中心、服務區等大量的房建項目，機電系統包括監控系統、收費系統、通信系統、供電和照明系統以及隧道通風系統等。其房建、路基路面、機電系統通常采用分項目招投標方式，防雷工程在高速公路各系統中所占的比重往往很小，有時也難以從各系統中分離出來。由于我國高速公路建設起步較晚，國家尚未制訂出臺高速公路建設的有關防雷規范。在高速公路工程建設中，雖然大多招投標文件對建筑物和通信、監控、收費等機電項目都提出了防雷要求，但通常要求都不明確，也無具體技術指標，所以帶來投標單位響應不全面，防雷設計普遍存在各自為政，防護措施普遍不完善，也缺少系統性，有時在一個收費站或機房僅浪涌保護器就有十多種不同廠家的產品，防雷綜合性和系統性要求都較差。此外，對接地系統、機房及金屬管線屏蔽、等電位連接等防雷措施也無明確要求，尤其是各類金屬管線敷設通常有房建項目負責，普遍沒有按照全線電氣貫通、至少兩端接地的技術要求施工，而一旦房建、路面完工，這些基本防雷措施就很難實現。加上許多設計施工單位對雷電的防護認識還停留在建筑物的直擊雷和強電設備的防護上，對雷擊電磁脈沖對弱電系統的危害認識不足，存在著不少誤區，使高速公路尤其是機電項目的防雷至今還存在許多薄弱環節。
二、高速公路房建和機電系統防雷缺少統一規劃綜合設計
目前在高速公路系統中，房建、路基路面、照明、監控、通信、收費等強弱電系統由多家設計、施工單位完成，房建防雷與機電系統防雷在設計要求上普遍存在脫節現象，缺乏統一規劃設計，科學合理的綜合設計。
高速公路防雷是一個復雜的綜合防護工程，它包括建筑(構)物直擊雷防護、強電系統和各類弱電系統的雷電綜合防護即等電位連接措施、屏蔽措施、規范的綜合布線措施、設計安裝SPD、完善合理的共用接地系統等六個部分。因此防雷作為一項系統工程，只有結合高速公路整體規劃，同時設計，同時施工，才能達到防護效果。
以接地系統為例，不管采用何種防雷措施都需將雷電流能量泄放入地，因此，接地歷來是防雷的重點和難點，為了防止地電位反擊，減少地網中各點電位差，實現地網的均壓等電位，接地裝置不僅需要盡可能小的接地電陽值，以提高對雷電流的泄放能力，更需要良好的形狀結構，接地裝置的形狀結構尺寸往往比接地電阻值更為重要。如高速公路收費站的接地系統應將辦公樓、配電房及收費島的所有基礎鋼筋作為自然接地系統并構成有機整體，便于雷電流入地并在地網均勻散流，以均衡地電位，避免地電位反擊和減少地網各點電位差。一個性能優良的接地系統必須與房建、路基路面建設同步設計、同步施工，否則一旦房建、路面施工完后就很難實施，*可能的事變成*不可能。高速公路收費站機電設備頻遭雷擊損毀的原因之一就是接地系統不合理造成的，而且還很難整改。
三、防雷工程設計、施工及監理人員缺乏專業防雷知識和經驗
由于高速公路建設工程量大，工期緊，施工難度大。大多機電系統設計施工單位無專業防雷工程設計、施工資質，設計、施工和監理人員普遍缺少必要的防雷知識和設計施工經驗，對防雷區的劃分和作用、聯合接地系統、等電位連接、各種屏蔽措施、各類浪涌保護器的特性和作用、安裝位置及安裝方法等缺乏系統了解。致使防雷項目無論是防雷設計方案、施工方案和施工要求普遍達不到相應的技術要求。主要存在以下幾方面問題：
◆接地系統設置不符合規范要求
前幾年的高速公路接地系統較多的為防直擊雷接地、信號地、安全接地獨立的接地方式。由于高速公路機電系統埋地敷設的各類金屬管線較多，很難做到地網間的安全距離。事實上有的地網間的距離僅幾厘米，有的雖然地網分開了，但接地干線在同一地溝或電纜井內緊靠在一起，極易引起地電位反擊。
◆室外敷設金屬線纜未采取屏蔽措施
有些室外敷設的(有時長達數百米)供電電源線路、信號線及控制線等未穿金屬管埋地敷設，或在建筑物入口處和金屬管兩端未接地。
◆電涌保護器的設置不科學或不夠全面
高速公路機電系統供電線路和通信控制信號線種類繁多，其浪涌保護器應根據信號特性及所處物理位置選取相應浪涌保護器，但在高速公路機電系統中浪涌保護器選用不合理或不匹配，缺乏整體概念，有時一個收費站、監控機房安裝有十多種型號的不同種類浪涌保護器(SPD)。甚至有些安裝了信號浪涌保護器影響了系統的正常運行。
◆電涌保護器裝配問題
電涌保護器的安裝普遍存在兩端連接導線過長、過細且纏繞的情況。當遭受雷擊時，導線本身存在的電感是不能忽略的，此電感阻止大電流量、高頻的雷電流利入地，同時會引起過電壓，而導線的電感與本身的材質、線徑、長度、彎曲度等有關，相同材質、彎曲度情況下，長度徑越粗其電感量越小。所以電涌保護器連接導線應平直，且不宜超過50cm。
◆設備接地、等電位問題較多，尤其是收費站的問題
車道稱重機控制柜、費額顯示器、車道攝像桿及護欄等大多未作接地等電位處理。在收費島內敷設的電源線、信號線及控制線等未穿金屬管或未作接地、等電位處理。
◆高速公路防雷裝置缺乏定期檢測檢查和災情調查分析制度
為了保證防雷裝置正常運行，防止防雷裝置失效造成人身傷害和設備損毀事故發生，有關規范和條例明確規定防雷裝置應進行定期安全檢測檢查和系統維護，對一般項目每年檢測檢查一次，對重點系統或部位應在每次發生雷擊后進行檢查，及時整改。目前，一些高速公路還沒有建立定期檢測檢查制度，對檢查中發現的防雷隱患也不能及時整改，致使雷災事故重復發生。
結束語
總之，高速公路防雷工程是一項非常復雜的系統工程，除上述幾方面應引起注意外，實際工程設計和施工過程中，在防雷結構方案的優化，技術參數的確定，防雷產品選型，施工材料的選取，施工工藝考究，防雷器安裝技巧等方面都值得我們深入的研究和探討，同時還應當因地制宜，結合實際情況，細致的周密的設計相應的防雷方案，力爭取得防雷工程投資少、防護全面、配置合理、性能優良、維護方便，整個高速公路機電系統運行穩定可靠。
