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高速公路防雷可分為三大部分，收費站系統的防雷、監控系統的防雷、機電系統的防雷。
（一）監控系統主要組成
1）前端部分：主要由攝像機(包括鏡頭、云臺、解碼器、防護罩、支架等)、車輛檢測器等信息采集系統以及可變信息標志等信息發布設備構成。 2）傳輸部分：傳輸介質使用同軸電纜、電源線、多芯控制線以及光纖。電纜采取地埋敷設方式。 3）終端部分：交換機、監視器、控制設備，錄像設備等組成。
（二）防雷設計方案
1）前端部分的防雷 前端設備有室外和室內安裝兩種情況，安裝在室內的設備一般不會遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵害；室外設備不僅要考慮雷電過電壓另外還必須考慮防止直接雷擊。
前端設備如攝像頭應置于接閃器(接閃桿或其他接地導體)有效保護范圍之內。為防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽，為防止金屬管遭雷擊而導致線纜被燙傷或在線纜上感應過電壓，應將電源線和信號線穿金屬管后再套外層金屬管。
為防止雷電波沿線路侵入前端設備，應在設備前的每條線路上加裝合適的浪涌保護器SPD，如電源線、信號線及控制線都應加裝相應的浪涌保護器SPD。室外的前端設備應有良好的接地，接地電阻小于4Ω，高土壤電阻率地區可放寬至小于10Ω。
2）傳輸線路的防雷 監控系統傳輸線路主要包括傳輸信號線和電源線兩部分。室外攝像機的電源可從終端設備處引入，也可從監視點附近的電源引入。
高速公路外場監控設備供電一般采用直埋敷設方式，當條件不允許時，可采用通信管道或架空方式，此時傳輸線纜與其它線路共溝的最小間距和與其它線路共桿架設的最小垂直間距，如：傳輸線纜與220V交流電線線路共溝(隧道)的最小間距為0.5m，與通訊電纜的最小間距為0.1m；傳輸線纜與10kV電力線共桿架設的最小垂直間距這2.5m，1kV以下電力線最小垂直間距為1.5m，與廣播線最小垂直間距為1.0m，與通信線最小垂直間距為0.6m。
采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設，保持鋼管的電氣連通。這對防護電磁干擾和電磁感應非常有效，這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應。如電纜全程穿金屬管有困難時，可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入，但埋地長度不得小于15m，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
3）終端設備的防雷 在監控系統中，監控室的防雷最為重要，應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護等多方面進行。
對監控室的直擊雷防護應加裝直擊雷接閃裝置，包括接閃桿，接閃帶，接閃網。
監控系統一般做三級電源防護，在電源線路引入的總配電箱處裝設一級浪涌保護裝置，可采用易龍防雷器EPP120T,在UPS進線端安裝一套二級浪涌保護器，可采用易龍防雷器EPP65T,用來進一步削減上級SPD的后續高電壓，從而保護耐壓能力較低的UPS電源，三級電源防護可采用機架式電源防雷插座，如易龍防雷器EPPJ10MS-8。
監控室內應設置等電位連接母線(或金屬板)，該等電位連接母線應與建筑物防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起，防止危險的電位差。各種電涌保護器SPD的接地線應以最直和最短的距離與等電位連接母排進行電氣連接。進入監控室的各種金屬管線應接到防感應雷的接地裝置上。架空電纜線直接引入時，在入戶處應加裝浪涌保護器SPD，并將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。
良好的接地是防雷中至關重要的一環。接地電阻值越小過電壓值越低。監控中心采用專用接地裝置時，其接地電阻不得大于4Ω。采用綜合接地網時，其接地電阻不得大于1Ω。
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