石武客運(yùn)專線鄭州東站信號綜合防雷實(shí)施方案研究

張 宇

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司通信信號設(shè)計(jì)研究處,武漢 430063)

1 概述

隨著我國鐵路信號技術(shù)的不斷發(fā)展和鐵路高速化、信息化、智能化建設(shè)的需要,列車對信號設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性提出了更高的要求,信號設(shè)備的防雷問題變得越來越重要。近年鐵道部先后頒布了鐵運(yùn)(2006)26號文件《鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見》[1]、運(yùn)基信號[2007]535號文件《鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)舉例設(shè)計(jì)》[2]等技術(shù)規(guī)范,但由于綜合防雷涉及的專業(yè)多,綜合站房式樣多,站臺構(gòu)筑的多樣性等因素,這些規(guī)范執(zhí)行仍然存在一些具體的問題,如何結(jié)合鄭州東站的具體情況,把規(guī)范的要求貫徹到工程設(shè)計(jì)中,并同站房、站臺很好地結(jié)合是一個難點(diǎn)。本文僅針對石武客運(yùn)專線上的鄭州東站部分特殊的防雷實(shí)施方案,以相關(guān)的鐵路信號防雷規(guī)范為依據(jù),提出一些切實(shí)可行的方案。

2 鄭州東站簡介

鄭州東站位于石武客運(yùn)專線鄭州樞紐內(nèi),分為京廣場和徐蘭場,屬于樞紐大站,共有道岔118組,股道32個,站臺長450m,股道架空558m,具體見圖1。

3 綜合接地系統(tǒng)方案

3.1 貫通地線及橫向連接

鄭州東站站內(nèi)貫通地線走向見圖2。

圖1 鄭州東站平面布置

圖2 鄭州東站站內(nèi)貫通地線

貫通地線采用70mm2的鉛包多股銅絞線,并滿足貫通地線上任意一點(diǎn)接地電阻≤1Ω的要求。鄭州東站進(jìn)站內(nèi)路基地段貫通地線埋設(shè)于信號干線電纜槽下,分支引接線的設(shè)置以接觸網(wǎng)支柱為間隔設(shè)置,暫按每隔50m向信號電纜槽引一接線。橋梁地段貫通地線敷設(shè)于通信信號電纜槽內(nèi),并采取砂防護(hù)措施,當(dāng)貫通地線的接地電阻＞1Ω時(shí),可另設(shè)附加接地極。站臺兩端分別將上下行貫通地線橫向連接1次,連接線采用與貫通地線相同材質(zhì)[3～4]。

3.2 橋梁綜合接地

鄭州東站橋結(jié)構(gòu)采用雙向框架橋。

3.2.1 梁體綜合接地

在梁體上表面(或保護(hù)層)設(shè)縱向接地鋼筋,縱向接地鋼筋設(shè)于防護(hù)墻下部及上、下行無砟軌道板間的1/3和2/3處,并縱向貫通整片梁。每片梁兩端各預(yù)留2個接地端子,梁之間接地端子用分支引接線相互連接,橋兩端的接地端子用與貫通地線同材質(zhì)的分支引接線相連,最后與貫通地線連接。如圖3所示。

3.2.2 橋墩綜合接地

圖3 梁體綜合接地布置

每個橋墩內(nèi)部的接地鋼筋要與梁體內(nèi)的接地鋼筋可靠連接,如圖4所示。每個橋墩下部預(yù)留2～3個接地端子,與橋下的鋼筋網(wǎng)可靠連接,并與綜合站房的等電位網(wǎng)也要連接。具體連接方式由各專業(yè)協(xié)商解決。

圖4 橋墩綜合接地布置

3.3 站臺綜合接地

站臺墻的臺面上層靠線路側(cè)60cm范圍內(nèi)的所有縱向結(jié)構(gòu)鋼筋均須接地,站臺墻臺面上層的縱向接地鋼筋與站臺墻內(nèi)的部分橫向、豎向結(jié)構(gòu)鋼筋及接地端子連接構(gòu)成站臺墻接地裝置,并以每片梁長為單位,在站臺內(nèi)部其接地鋼筋與橋梁接地鋼筋可靠焊接2處。站臺通過橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋達(dá)到與貫通地線連接的目的。站臺上每隔100m預(yù)留1處接地端子。站臺兩端預(yù)留2處接地端子。站臺墻內(nèi)的接地鋼筋應(yīng)充分利用站臺墻非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋。接地鋼筋之間要求可靠焊接。中間站臺兩側(cè)站臺墻的接地裝置通過接地連接線與相鄰站臺的站臺墻接地裝置在站臺兩端實(shí)現(xiàn)等電位連接[5]。

4 信號房屋綜合防雷方案

根據(jù)目前中南院站房設(shè)計(jì)方案,信號設(shè)備用房位于鄭州東站綜合樓的出站層,下方為進(jìn)站層,上方為站臺層(與股道平齊),在綜合站房具體位置見圖1?？拷C合站房邊緣,京廣場和徐蘭場共用信號電源及繼電器室。鄭武線和徐蘭線綜合值班室分開設(shè)置,預(yù)留徐蘭客運(yùn)專線RBC機(jī)房。信號用房布置見圖5。

圖5 信號用房平面布置(單位:mm)

信號房屋綜合防雷防護(hù)范圍為信號計(jì)算機(jī)室、信號電源及繼電器室、綜合值班室、電纜引入室。由于綜合站房的防雷要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到鐵路信號房屋防雷要求,故信號房屋的防雷需做特殊處理。內(nèi)容包括屋面的避雷網(wǎng)和引下線、綜合地網(wǎng)以及各室內(nèi)的等電位連接,室內(nèi)設(shè)備防雷匯集線、等電位匯集線的安裝,信號電源防雷、分線盤防雷匯集線安裝,各匯集線引出接地,微機(jī)室法拉第籠屏蔽。信號綜合防雷示意如圖6所示。

圖6 信號用房綜合防雷示意

4.1 避雷網(wǎng)

避雷網(wǎng)采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼,在綜合樓頂層屋面焊接成不大于3m×3m的網(wǎng)格,覆蓋信號屋面。避雷網(wǎng)覆蓋范圍應(yīng)擴(kuò)展6m。平屋頂?shù)谋芾拙W(wǎng)應(yīng)位于屋面或隔熱層上方,架空50～100mm,防止積水腐蝕避雷網(wǎng)。

4.2 避雷帶

避雷帶沿信號房屋女兒墻環(huán)繞設(shè)置,坡屋面的屋脊和突出部分也要設(shè)置。

4.3 引下線

靠近信號用房設(shè)置引下線4～6根,按四角及長邊中間基本均勻分布,引下線與地網(wǎng)連接處必須設(shè)置垂直接地極。根據(jù)綜合站房裝修特點(diǎn),引下線暗敷在外墻裝飾面層與墻體空隙內(nèi),穿PVC管防護(hù)。上端與避雷帶焊接,下端與綜合接地網(wǎng)焊接。

4.4 綜合接地網(wǎng)

綜合接地網(wǎng)由水平接地極和垂直接地極構(gòu)成。綜合接地網(wǎng)環(huán)繞信號房屋成閉合環(huán)形,距墻1.5～2m。如條件限制,綜合接地網(wǎng)也可做成“U”形開口或“L”形、直線形。并保證與貫通地線有3～4處連接。

4.5 接地匯集線

匯集線有等電位匯集線、設(shè)備防雷匯集線、電源防雷匯集線、分線盤防雷匯集線。

4.6 機(jī)房屏蔽(法拉第籠)

由于綜合樓內(nèi)采用框架結(jié)構(gòu),在電源及繼電器室、計(jì)算機(jī)房、RBC機(jī)房四面墻及屋頂,應(yīng)在混凝土墻內(nèi)用不小于φ8mm的鋼筋焊成不大于0.6m×0.6m的網(wǎng)格作法拉第屏蔽籠[6～8]。

4.7 室內(nèi)走線注意事項(xiàng)

(1)外電源線,配電箱位置盡量靠近電源屏,由于電力線電磁干擾比較嚴(yán)重,需要離其他信號設(shè)備保持一定安全距離。

(2)室外電纜線:屬于臟線,電纜引入口盡量靠近防雷分線柜。

(3)如果接口架至計(jì)算機(jī)房屏蔽線與電源線有交叉,盡量一個采用下走線方式,一個采用上走線方式,如果無法實(shí)施,在交叉部分范圍1m左右,電源線要用鐵皮槽罩住,屏蔽線要穿鋼管防護(hù),并且鐵皮槽與鋼管要分別接地[9～10]。

5 結(jié)語

石武客運(yùn)專線上的鄭州東站位于鄭州樞紐,規(guī)模大,站型復(fù)雜,目前已經(jīng)在施工階段,由于通用圖并不完善,信號綜合防雷和綜合接地?zé)o法完全參照通用圖執(zhí)行。在對鐵路信號防雷規(guī)范以及其他線路工程實(shí)踐分析總結(jié)后,就鄭州東信號綜合防雷和綜合接地實(shí)施方案進(jìn)行了深入研究,提出了安全、經(jīng)濟(jì)、可行的防雷方案,對高速鐵路上的高架車站的綜合防雷設(shè)計(jì)具有重要的工程參考意義。

[1] 鐵運(yùn)(2006)26號,鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見[S].

[2] 運(yùn)基信號[2007]535號,鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)舉例設(shè)計(jì)[S].

[3] 鐵集成[2006]220號,客運(yùn)專線綜合接地技術(shù)實(shí)施辦法(暫行)[S].

[4] 工管[2006]18號,客運(yùn)專線綜合接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(暫行)[S].

[5] 通號(2009)9301,鐵路工程建設(shè)通用參考圖鐵路綜合接地系統(tǒng)[S].

[6] 運(yùn)基信號(2008)362號,關(guān)于對鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充規(guī)定的通知[S].

[7] 鑒信[2007]96號,關(guān)于印發(fā)《鐵路防雷、接地工程設(shè)計(jì)專業(yè)分工及文件編制研討會議紀(jì)要》的通知[S].

[8] 鐵建設(shè)[2007]39號,鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術(shù)暫行規(guī)定[S].

[9] TB10007—2006,鐵路信號設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[10] TB10621—2009G971—2009,高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S].