鐵路信號設備防雷措施探討

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【摘要】近年來，我國的鐵路系統(tǒng)不斷地發(fā)展，在技術(shù)方面有了較大的進步，其中，鐵路信號技術(shù)的應用就是一個突出的表現(xiàn)。然而，鐵路信號設備主要由電力電控系統(tǒng)構(gòu)成，因此容易受到雷電的影響，如何有效地防范雷電災害，使鐵路信號系統(tǒng)能夠正常順利地運行是一個需要重點思考的問題。本文對鐵路信號設備面臨的雷害類型進行分析，在此基礎(chǔ)上，提出相應的防雷措施。

【關(guān)鍵詞】鐵路信號設備；雷電災害；防雷措施

1鐵路信號設備面臨的雷害類型分析

1.1直接雷擊

當鐵路信號設備處于雷暴活動區(qū)域中，雷電可能會直接對信號傳輸線、鋼軌或者建筑造成點擊，從而導致鐵路信號設備的運行出現(xiàn)問題。一般來說，直接雷擊發(fā)生在鐵路信號設備上的可能性并不高，但目前大部分鐵路信號設備對于直接雷擊的防御能力較弱，有些設備甚至根本沒有防御能力，一旦發(fā)生直接雷擊問題的時候，就會對鐵路信號設備造成嚴重的破壞，威脅到鐵路系統(tǒng)運行的安全[1]。

1.2軌道電路

我國鐵路系統(tǒng)中軌道電路主要由鋼軌構(gòu)成，其位置一般要高于地平面。由于這種建設的方式，在雷雨天氣時，雷電容易由鋼軌進入到軌道電路，進而破壞鐵路信號設備。同時，雷擊可能會破壞軌道附近的橋梁、樹木等，從而影響鐵路的軌道電路。

1.3雷電浪涌

隨著技術(shù)的發(fā)展，電子設備在我國鐵路系統(tǒng)中的運用越來越多，一方面顯著地提高了鐵路系統(tǒng)運行的效率，另一方面也形成了一種新的問題，即雷電浪涌，主要是在出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象的時候，由電源與通訊線路之間發(fā)生的電流浪涌引發(fā)的。

1.4感應雷

當雷云對大地之間進行放電，或者雷云互相放電的時候，就會形成電磁感應的現(xiàn)象。電磁感應容易對附近的信號線路、信號電纜和埋地電力線形成影響，進而損害鐵路信號設備。這一雷害問題稱為感應雷。與直接雷擊相比，感應雷的危害程度較小，但鐵路信號設備中的電子元件數(shù)量較多，感應雷不僅會影響設備當前的運行，還會為后期的維修帶來一定的困難。此外，感應雷還容易引起鐵路信號設備顯示錯誤的問題，從而影響鐵路系統(tǒng)的正常運行。

2鐵路信號設備的防雷措施

2.1室內(nèi)防雷措施

2.1.1安裝過電流保護設備在鐵路信號設備的入口處安裝串接過電流保護設備，可以有效地防范雷電浪涌的問題。造成雷電浪涌的主要原因有無線電、電磁感應、靜電以及感應雷等。在鐵路信號設備的周圍往往會有電纜電線，雷電容易對這些電纜電線產(chǎn)生干擾，進而影響到設備系統(tǒng)的整體運作。通過串接過電流保護設備的安裝，可以對浪涌電壓形成的過電流形成有效的控制作用，從而避免電子設備受到過電流的損害。

2.1.2實施分級保護方式根據(jù)國家標準規(guī)定，需要對380V的低壓線路實施三級過電壓保護措施，主要采取安裝避雷器或者保護器的方式，具體來說，一級保護的安裝位置為高壓變壓器的后端到二次低壓設備總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端；二級保護的安裝位置為二次低壓設備總配電盤至配電間電纜內(nèi)芯線的兩端；三級保護的安裝位置為關(guān)鍵信號設備的前端。通過這種方式，可對鐵路信號設備形成有效的防護作用，要注意的是，需要采用較高性能的避雷器或者保護器，才能起到理想的效果。

2.1.3確保電位均衡連接在雷電侵入鐵路信號設備的時候，會在建筑周圍的地面出現(xiàn)強烈的電流，使電位呈現(xiàn)放射性。假設鐵路信號設備建設在該范圍內(nèi)，會由于電位差的緣故而導致電壓入侵的問題，從而破壞信號設備。對此，應當在電源線、金屬管道、接地線以及信號線等部分裝配過電壓保護設備，以達到消除電位差的效果，實現(xiàn)電位均衡連接。同時，還要根據(jù)這一標準對防護層的接口處進行處理。一般來說，可以把鐵路信號設備的金屬管線、窗柵以及地線與地柵連接起來，使鐵路信號設備內(nèi)部的金屬骨架與部件構(gòu)成屏蔽接地柵，以此來防止由于雷電災害造成的電位差對鐵路信號設備形成的危害。

2.1.4采取光纖傳輸?shù)姆绞焦饫w對于電磁感應具有較強的抗干擾能力，在鐵路信號設備中，也可以采取光纖傳輸?shù)姆绞?，比如在設備的接口處，可以采用數(shù)據(jù)通信接口，通過光纖傳輸來確保協(xié)議通信及時順利地完成，防止雷電的干擾。

2.2室外防雷措施

2.2.1設置避雷針為了避免雷電對鐵路信號設備形成直接性的沖擊，應當在鐵路信號設備較多的地方設置避雷針。工作人員需要對該區(qū)域的鐵路信號設備分布情況進行分析，科學準確地設定避雷針的位置，使其地線與鐵路信號設備的電線電纜距離在20m以上，以發(fā)揮避雷針應有的作用，對區(qū)域內(nèi)的鐵路信號設備形成保護作用，防止避雷針在直接沖擊下產(chǎn)生電磁感應而影響鐵路信號設備。

2.2.2鋪設接地網(wǎng)在鐵路信號樓的周圍，可以通過鋪設接地網(wǎng)的方式將電流引到地上，從而防止過電壓影響到信號設備的正常運行。通常情況下，接地網(wǎng)采用銅包鋼的材料，通過垂直的方式進行接地，間隔大約在2.5米，接地網(wǎng)的電阻應當與貫通接地線相互連接，并且電阻值應當不超過10Ω。

2.2.3建設防雷塔如果區(qū)域內(nèi)鐵路信號設備較為密集，可以通過建設防雷塔的方式來避免雷電災害。在鋪設線纜的過程中，要盡可能防止交叉現(xiàn)象的出現(xiàn)，要嚴格按照規(guī)定的距離標準，將線纜與防雷塔之間的距離控制在3m內(nèi)。

2.2.4屏蔽接地柵在鐵路信號設備附近，可設置屏蔽接地柵，將其與接地網(wǎng)連接起來。屏蔽接地柵通常采用具有較好導電性的鍍鋅銅條，也叫作法拉第籠。鐵路信號源是由遙控、小功率電氣設備以及電子邏輯系統(tǒng)構(gòu)成的，因此有必要設置對應的屏蔽網(wǎng)，按照相關(guān)標準要求，在安裝屏蔽網(wǎng)時應當使用避雷帶，規(guī)格不大于3m×3m，以確保能夠達到等電位連接的效果。

3結(jié)語

綜上所述，雷電對于鐵路信號設備有著較強的影響作用，一旦發(fā)生問題，就會直接影響到鐵路系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。因此，有必要采取一定的防雷措施，通過室內(nèi)外防雷方法的結(jié)合，避免直接雷擊、軌道電路、雷電浪涌以及感應雷等帶來的損害，提高鐵路信號設備對于雷電的抵御能力，確保鐵路系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

[1]彭忠偉.雷電對鐵路信號設備的危害及防雷整治[J].技術(shù)與市場,2020,27(02):138-139.

作者：張棖 單位：紹興市越城區(qū)氣象局