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。由于高速公路一般在远离市区的郊外，所涉地域广、距离长、穿越地形复杂，既有强电设备又有大量弱点设备，极易遭受雷击，造成整个系统或部分设备损坏，给高速公路运营管理带来极大的不便，而且会带来巨大的直接经济损失和间接经济损失，因此机电系统的防雷问题应受到广泛的重视。
高速公路遭雷击的方式分为直击雷和感应雷。直击雷具有电压高、电流大的特点，其破坏性极大。感应雷是雷电电流被导入大地时，瞬时自上而下产生了一个强力磁场，处在这个强力磁场的所有电器、信号、电源及它们的传输线路都切割了磁力线，发生的闪击现象。过去人们对雷电的防护大多局限于对直击雷的防护，随着各种电子设备的普遍应用，感应雷造成的损失越来越大，在实际中真正对高速公路机电系统造成危害的大多是感应雷。
高速公路机电系统主要有供配电、通信、收费、监控系统，为了保障机电设备稳定可靠运行以及保障工作人员有安全的工作环境，除了要有直击雷的防护措施外，还要对感应雷的危害性有足够的重视。近二十年来对机电设备雷灾起因研究，认为主要是感应雷。它无孔不入，波及的空间很大，微电子设备越先进、耗能越小、灵敏度越高，则感应雷的危害越大。所以高速公路防雷工程技术，要在观念上和方法上有所转变。
一、防雷接地技术要求。
接地是防雷技术的重要环节，不管是直击雷还是感应雷，最终都把雷电引入大地。一个良好的接地系统是保证人身安全、设备安全、系统稳定工作的重要保证。
接地根据其作用和要求，可分为防雷接地（避雷针、避雷带、避雷网的接地）、交流工作接地（电源零线）、安全保护接地（机壳接地、防静电接地）、直流工作接地（逻辑地、信号地）四大类。
由于大规模集成电路的应用，使各滤波器分辨率已满足了现代电子技术的要求，解决了共地时的信号“互扰”的问题，联合接地就有了先决条件，因此共地技术得到了迅速的推广和应用。
在收费站，应将收费车道、监控机房、配电房的地网连为一体，相互间用4×40mm扁钢带不少于两处连接，实现地网均压等电位，防止地电位反击。这样就可消除建筑物上及建筑物内所有设备之间危险的电位差并减少建筑物内部的磁场强度。收费车道、监控机房、配电房接地系统应尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接起来作为地网，尽量以自然接地物为基础辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合。
由于采用等电位连接，不但使建筑物和其内部的设备的避雷能力大大提高，而且由于采用了等电位连接，对建筑物接地电阻的要求可以放宽，使建设设计投资可以减少，降低施工难度，节约投资成本。
二、机电设备的电源防雷。
监控、收费、通信和计算机网络设备的电源防雷一般可以分为三级保护：第一级保护为直击雷保护；第二级保护为过电压保护；第三级保护为浪涌吸收保护，各级可配合使用，在保护方式上可以单相、多相进行保护。接地方式采用多级保护共用接地，接地电阻小于4Ω。
电子设备的电源防雷保护措施主要是使用防雷保护器，它分为B、C、D三类：B类保护器用于直击雷保护（第一级保护）；C类保护器用于过压保护（第二级保护）；D类保护器用于浪涌吸收保护（第三级保护）。
三、信号防雷。
按传输信号类型可分为：
1、视频信号防雷。
2、音频（电话、对讲）信号防雷。
3、数据、网络信号防雷。
4、控制信号防雷。
信号的传输使用双绞线、电话线、同轴电缆、控制电缆、光纤光缆等，除非金属（保护层不用金属）光缆外，其他均可能遭受雷击，并传递雷击反击高位电压至设备。通常的防雷措施是在视频信号线两端安装视频防雷器，在音频信号线两端安装音频防雷器，在数据网络信号线的两端安装数据防雷器等。上述信号防雷器有过压、过流双重保护功能，可以有效的滤除信号线路感应入侵的雷电波，起到防雷的效果。
四、外场设备的防雷。
由于外场机电设备遍布全路段，点多、面广、线长，各类电力线、信号线往往需要穿越复杂的地质层面，因此遭雷电入侵的可能性较大。外场机电设备一般包括高速公路两侧的路况检测设备、紧急电话、可变情报板、气象监测器等， 除安装避雷针外，还应对这些设备进行信号防雷和电源防雷，接地应采用联合接地，接地电阻一般不大于4Ώ；。
综上所述，高速公路机电系统的防雷是一项系统工程，应重视全方位、立体化综合防治，对感应雷和直击雷都要采取相应的措施，以达到最佳防雷效果。 （考试大二级建造师编辑整理）
