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一、設(shè)計(jì)原則與規(guī)范依據(jù)

1. 綜合防護(hù)原則
   方案遵循《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057-2010）及《通信局(站)防雷接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD/T 5098），采用“前端攔截+傳輸屏蔽+末端精細(xì)保護(hù)”策略，構(gòu)建覆蓋直擊雷、感應(yīng)雷及地電位反擊的全鏈路防護(hù)體系。

2. 負(fù)荷分級(jí)與供電可靠性
   收費(fèi)系統(tǒng)屬于一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，需采用雙路市電+UPS不間斷電源+柴油發(fā)電機(jī)組冗余設(shè)計(jì)，確保雷電期間持續(xù)供電。關(guān)鍵設(shè)備（如服務(wù)器、核心交換機(jī)）增設(shè)獨(dú)立應(yīng)急電源，嚴(yán)禁與其他負(fù)荷接入同一供電系統(tǒng)。

二、直擊雷防護(hù)方案

1. 接閃器部署

   • 在收費(fèi)亭、監(jiān)控塔等建筑物頂部安裝φ30mm鍍鋅圓鋼避雷針或避雷帶，保護(hù)半徑≥60米，形成網(wǎng)格化防護(hù)。
   • 收費(fèi)廣場(chǎng)高桿燈、可變信息情報(bào)板等獨(dú)立設(shè)備增設(shè)避雷針或避雷網(wǎng)，確保超出主保護(hù)區(qū)的設(shè)備納入防護(hù)范圍。

2. 接地系統(tǒng)優(yōu)化

   • 采用垂直接地極+水平接地網(wǎng)組合方案，接地電阻≤1Ω（高土壤電阻率區(qū)域采用降阻劑），接地網(wǎng)面積≥50m×50m。
   • 收費(fèi)站接地網(wǎng)與綜合接地網(wǎng)連接，設(shè)置局部等電位端子板連接金屬管道、設(shè)備外殼等。

三、內(nèi)部電源防雷措施

1. 多級(jí)SPD配置

   • 一級(jí)防護(hù)（總配電房）：安裝三相電源避雷箱（通流容量80kA@8/20μs），保護(hù)UPS及總配電柜。
   • 二級(jí)防護(hù)（收費(fèi)亭配電箱）：配置模塊式電源電涌保護(hù)器（通流容量40kA），覆蓋收費(fèi)終端、ETC設(shè)備等。
   • 三級(jí)防護(hù)（設(shè)備前端）：終端設(shè)備加裝精細(xì)電源防雷插座（通流容量10kA），限制殘壓至設(shè)備耐受范圍。

2. 電源線路屏蔽與接地

   • 電源線采用屏蔽電纜并就近接地，減少電磁干擾。
   • 收費(fèi)島金屬欄桿、崗?fù)さ扰c接地網(wǎng)連接，消除電位差。

四、智能監(jiān)測(cè)與長(zhǎng)效運(yùn)維

1. 物聯(lián)網(wǎng)集成

   • 部署防雷云平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雷電活動(dòng)、接地電阻及SPD狀態(tài)，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉非必要設(shè)備并啟動(dòng)應(yīng)急程序。
   • 歷史雷電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6個(gè)月，支持導(dǎo)出分析，優(yōu)化防護(hù)策略。

2. 定期檢測(cè)與維護(hù)

   • 每季度檢查接地電阻、避雷器狀態(tài)，雷擊計(jì)數(shù)器超閾值時(shí)立即更換模塊。
   • 雷雨季前完成防雷裝置檢測(cè)，確保設(shè)備有效性。

五、實(shí)施案例與成本效益

1. 某高速收費(fèi)站案例

   • 在總配電房安裝CSHBFL-M385/25G一級(jí)SPD，收費(fèi)亭配電箱配置CSHBFL-M385/40二級(jí)SPD，設(shè)備故障率降低25%。

2. 成本效益

   • 初始投資約10萬(wàn)元（含防雷器、接地施工及智能監(jiān)測(cè)設(shè)備），設(shè)備損壞率預(yù)計(jì)降低至1.8%以下，2年內(nèi)收回成本。

結(jié)語(yǔ)

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)電源防雷方案通過(guò)“多級(jí)防護(hù)+智能監(jiān)測(cè)+全場(chǎng)景適配”，實(shí)現(xiàn)從直擊雷攔截到電源供電的全鏈路保護(hù)。無(wú)論是應(yīng)對(duì)極端天氣、電網(wǎng)波動(dòng)，還是保障交通連續(xù)性，該方案均能顯著降低雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)可靠性。

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)電源防雷方案設(shè)計(jì)依據(jù)
IEC62305《雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》
GB50057-2010 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50343-2012 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》
YD5068-98 《移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》
YD5078-98 《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》
YD/T5098-2001 《通信局(站)雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》
GA173-2002 《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器》
GB50174-2008 《計(jì)算機(jī)房防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB2887-2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地技術(shù)條件》