一、設(shè)計原則與規(guī)范依據(jù)

1. 綜合防護原則
   方案遵循《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB 50057-2010）及《通信局(站)防雷接地工程設(shè)計規(guī)范》（YD/T 5098），采用“前端攔截+傳輸屏蔽+末端精細保護”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體系。

2. 負荷分級與供電可靠性
   收費系統(tǒng)屬于一級負荷中特別重要負荷，需采用雙路市電+UPS不間斷電源+柴油發(fā)電機組冗余設(shè)計，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）增設(shè)獨立應(yīng)急電源，嚴禁與其他負荷接入同一供電系統(tǒng)。

二、直擊雷防護方案

1. 接閃器部署

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

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SPD配置

   • 一級防護（總配電房）：安裝三相電源避雷箱（通流容量80kA@8/20μs），保護UPS及總配電柜。
   • 二級防護（收費亭配電箱）：配置模塊式電源電涌保護器（通流容量40kA），覆蓋收費終端、ETC設(shè)備等。
   • 三級防護（設(shè)備前端）：終端設(shè)備加裝精細電源防雷插座（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)測與長效運維

1. 物聯(lián)網(wǎng)集成

   • 部署防雷云平臺，實時監(jiān)測雷電活動、接地電阻及SPD狀態(tài)，聯(lián)動關(guān)閉非必要設(shè)備并啟動應(yīng)急程序。
   • 歷史雷電數(shù)據(jù)存儲6個月，支持導(dǎo)出分析，優(yōu)化防護策略。

2. 定期檢測與維護

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

五、實施案例與成本效益

1. 某高速收費站案例

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

2. 成本效益

   • 初始投資約10萬元（含防雷器、接地施工及智能監(jiān)測設(shè)備），設(shè)備損壞率預(yù)計降低至1.8%以下，2年內(nèi)收回成本。

結(jié)語

高速公路收費系統(tǒng)電源防雷方案通過“多級防護+智能監(jiān)測+全場景適配”，實現(xiàn)從直擊雷攔截到電源供電的全鏈路保護。無論是應(yīng)對極端天氣、電網(wǎng)波動，還是保障交通連續(xù)性，該方案均能顯著降低雷電災(zāi)害風險，提升系統(tǒng)可靠性。

高速公路收費系統(tǒng)電源防雷方案設(shè)計依據(jù)
IEC62305《雷電保護標準》
GB50057-2010 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
GB50343-2012 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》
YD5068-98 《移動通信基站防雷與接地設(shè)計規(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)雷電過電壓保護工程設(shè)計規(guī)范》
GA173-2002 《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》
GB50174-2008 《計算機房防雷設(shè)計規(guī)范》
GB2887-2011 《計算機場地技術(shù)條件》