铁路信号设备的雷电综合防护体系

铁路信号设备的雷电综合防护体系

孙国勋

甘肃综合铁道工程承包有限公司730000

摘要：随着科技的发展，人们的生活水平以及其出行形式都得到了比较都明显的提升，铁路运输业也得到了一定发展。在当前的铁路运行中，其信号会直接影响到了铁路运输的安全以及正常运行，会受到的雷电天气的影响，基于此，本文论述了铁路信号设备之中如何做好雷电综合防护体系。

关键词：铁路信号设备；雷电；综合防护体系

引言

雷电会极大的影响到人们的生活以及生命财产安全,特别是在铁路运输中。由于铁路上有着很多大规模的集成电路以及各种低耐压器件等设备,雷电给铁路运输带来的危害不言而喻,做好铁路信号设备的防雷电工作是保障铁路运输安全必不可少的关键成分之一。因此,相关部门更应加强和重视对铁路信号设备的雷电防护,降低雷电可能带来的危害,确保人们的安全出行以及铁路运输的畅通无阻。

1、铁路信号设备的雷害分析

雷雨天气是引发铁路信号设备雷害问题的直接天气原因，雷雨天气产生雷电发电现象的同时，潮湿的雨水起到导电的作用，加大了危害程度。现在的铁路通信设备几乎都是微电子类，我将雷电对铁路信号设备的危害分成了以下几个大类：

1.1、雷电直接电击

雷电直接电击到了铁路信号设备，或者直击到了铁路信号设备附近的建筑物、构筑物、地面突出物亦或者是大地时，雷电自身产生的电磁脉冲会在铁路信号设备的系统中产生过电压以及过电流。

1.2、感应雷

主要是会在户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线上产生电磁感应并且侵入了信号设备，使得串联在线路或者终端的电子设备遭到损害。

1.3、传导雷

主要是出现雷电浪涌，同样是引起铁路信号设备的过电压和过电流问题。

大多的铁路信号设备都是在野外偏僻的环境里，夏季或者多雨的天气雷害问题更加严重。信号的设备占地面积又相对较大，在这种特殊环境里，无形当中在防护雷害上难度又加大了。

1.4、潮湿

雨季的潮湿环境是雷电的导体，与此同时铁路的钢轨更加是雷电流的良好导体，这样一来与钢轨连接的一些铁路信号设备，像信号机、电动转辙机、轨道电路等就比较容易受到雷电流的危害。

2、防雷措施应用的重要性

据悉，进入汛期，由雷击造成铁路信号设备故障影响铁路运输安全的现象较多。提高信号设备防雷标准，是减少雷害发生的根本。安装在铁路信号系统内的信号防雷设备必须保证信号系统的正常工作，在雷电电磁脉冲侵入时应能及时限制雷电压和将雷电流引导入地。

3、结合信号设备的分布特点及雷电攻击的途径分析

3.1、综合防护措施分析

铁路信号设备雷电防护存在以下特点：信号设备占地面积较大，且很多设备分布在山区、旷野等易遭受雷电攻击的地区；铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的相关铁路信号设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机等较容易受到雷电流的威胁；自动闭塞、半自动闭塞等信号条件线、控制线，在非电化区段大部分使用架空线，它们均架设于信号与通信混合线路或自动闭塞高压信号线路上，由于它们暴露在旷野郊外，在雷雨季节容易遭受到雷电的袭击，线路中的大电流会串入信号机房内部，从而引起对内部设备的损坏。雷电防护的原则是“等电位”，由于机房存在多类接地系统，其冲击接地电阻不均衡，在雷击发生时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，使人员或设备遭受损害。从以上分析中可以看出：为了提高铁路信号设备安全性及机房设备、计算机的运行可靠度，整个车站信号设备的雷电防护一定要有良好的避雷设施、下引线和统一的接地网，采取完善的直击雷、感应雷防护措施。同时必须在供电系统、信号采集传输系统、计算机网络系统、机房接地系统等进行可靠有效的防护，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面做完整的，多层次的综合防护。

3.2、接地线防雷

铁路信号楼微机联锁系统的接地线防雷主要满足以下四个设计要点：该系统的接地线采用的是等电位瞬态共地方式，它的技术要求确保在常态下保持均衡器断开，时刻防止雷电干扰，而在雷击瞬间构成导电通道时，则通过两组地线在等电位上对通道进行阻断。要有效做到对接地电阻的降低，该工程运用到了有效期为10a的电解接地极作为主力接地装置，同时也采用了富兰克林降阻剂以及低电阻率的黏土对接地线接地极进行替换。工程中在信号楼内部所采用的是50mm2扁铜线沿屋内实施网状敷设，再利用50mm2绝缘铜线与接地线实施单点连接，最后蜡封。而引接线与接地极之间采用铜焊和环氧树脂连接封端。工程中确保了所设计的接地电阻不会大于1Ω，如果超过此标准要进行降阻处理，保证满足接地电阻与接地极之间的实际需求。

3.3、对信号线、数据线的防护

对信号线、数据线的防护可以利用放电能力较强且低残压的HW-220避雷器对信号机、轨道电路与路岔实施保护，并且对站间传输设备的馈线入口段采用HFP-II进行防护，确保站间传输数据线入口端的绝对稳定安全。

3.4、终端设备防雷

在信号监控系统中,终端监控中心是整个系统的核心,应从多方面进行雷电防护。监控中心所在建筑物应按《建筑物防雷技术规范》GB5OO57一2010进行设计。监控中心应在接闪器保护范围内,除此还应注意几点:在电源人户端上应设置三级的电涌保护器,以防雷击高电位从电源线侵人。在弱电系统传输线、信号线等进人前端设备或进人中心控制台之前都应在适当位置加装相应型号级别的信号保护器。室内防静电地板下的配线应用金属线槽防护,并将线槽两端接地。监控中心室应设置总等电位端子板,并将PE(PEN)母排,防雷接地、设备保护接地以及防静电接地等连接到总等电位端子板上以防止电位差。电涌保护器的接地线应以最短的距离与等电位端进行电气连接。如总等电位连接实施有困难时,可在设备密集区域,实施局部等电位连接。机箱(柜)内的线缆屏蔽层、电涌保护器的接地线等与设备外壳进行局部等电位连接。

信号监控系统防雷工程是一个综合防护工程,防雷保护不仅取决于防雷装置的性能,更重要的是设计施工之前,就要考虑设备所处的地理位置、设计合适的线缆布放方式,屏蔽及接地方式。只有这样才能将雷电对系统的损害降到最低,保障系统长期正常运行。

4、结语

综上所述，通过对雷电天气对铁路设备的影响、怎样采取防护措施减少雷电天气对于铁路信号设备的影响等几个方面的内容概述，相信大家对于铁路信号设备以及信号设备的防护措施都有了一定的了解。铁路信号设备的防雷是一个综合性的工作，不但要注重设计，同时还要重视施工工艺技术。只有满足设计、施工的共同提高，才能更好的保证铁路信号的防雷质量。

参考文献

[1]李永毅,傅茂金,邱传睿.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].铁道通信信号,2005,09:1-3.

[2]肖光才.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].中国新通信,2015,01:75-76.

[3]刘鑫东.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].电子技术与软件工程,2016,05:52.

[4]张志超.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].科学中国人,2015,21:70.