鐵路通信機(jī)房和設(shè)備的防雷技術(shù)與實(shí)踐

摘要：隨著鐵路信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，鐵路通信網(wǎng)成為保障行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率的重要工具。由于鐵路的自身

特點(diǎn)，決定了大部分的通信機(jī)房和設(shè)備都分布在鐵路的沿線(xiàn)。本文從鐵路通信設(shè)備防護(hù)措施出發(fā)，重點(diǎn)探討了鐵路通信

機(jī)房以及設(shè)備防雷安全防護(hù)，確保鐵路通信系統(tǒng)的正常工作，更好的為鐵路運(yùn)輸服務(wù)。

關(guān)鍵詞：鐵路通信機(jī)房 設(shè)備 雷擊 防雷

中圖分類(lèi)號(hào)：TN974文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

1 雷電對(duì)鐵路通信設(shè)備的危害

雷擊導(dǎo)致通信設(shè)備癱瘓是比較常見(jiàn)的一種事故，雷擊事故與氣候條件聯(lián)系緊密，由于鐵路線(xiàn)路支叉繁多，沿線(xiàn)通信機(jī)房

大多分布在鐵路兩側(cè)，有些機(jī)房處在山區(qū)及雷雨較多的地區(qū)，設(shè)備被雷擊的事件時(shí)有發(fā)生。同時(shí)如果設(shè)備接地不良，也

會(huì)引發(fā)雷擊事故。對(duì)鐵路行車(chē)安全造成影響，甚至?xí)暗秸麠l運(yùn)輸線(xiàn)或整個(gè)鐵路運(yùn)輸樞紐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 防雷的基本原則

2.1系統(tǒng)防護(hù)原則

通信設(shè)備的防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)系統(tǒng)，外部防雷主要是防直擊雷，，它由接閃器、引下線(xiàn)和接地裝置組成

。內(nèi)部防雷主要包括防雷電感應(yīng)、防反擊、防雷電波入侵以及人身安全，它是指除了外部防雷系統(tǒng)外的所有附加措施。

這些措施可能會(huì)減少雷電流在需要防雷的空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，防止雷電損壞機(jī)房?jī)?nèi)的電氣設(shè)備，這是外部防雷系統(tǒng)

無(wú)法保證的。

2.2 概率防護(hù)原則

雷電防護(hù)是概率防護(hù)，只能盡量減少遭受雷擊的可能性。通信設(shè)備的防雷不能保證100%不遭受雷擊損壞。

（1） 雷電本身就有一定的隨機(jī)性，雷電參數(shù)具有一定的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，如直擊雷的繞擊特性，雷電流幅值，波形等都具有

統(tǒng)計(jì)性。這些都決定了防護(hù)措施不能100%提供保護(hù)。

（2） 防雷裝置不能阻止雷閃的形成

（3） 防雷器件不能理想地消除所有干擾電壓/電流。采取笨哦戶(hù)措施的根本目的在于保證由干擾引起的大部分能量不擴(kuò)

散到裝置的易損部件以及維護(hù)人員。

3 通信設(shè)備的防雷

一般來(lái)說(shuō)，建筑物的避免雷擊的途徑大致有四條：

(1) 疏導(dǎo)，即將雷云中的電荷疏導(dǎo)至大地，從而避免直接雷擊或感應(yīng)雷擊電流流經(jīng)被保護(hù)的建筑物或設(shè)備，從而使這些

建筑物或設(shè)備免受雷擊。

(2) 隔離，即將雷電信號(hào)和被保護(hù)物隔離開(kāi)來(lái)從而避免雷擊。

(3) 等位，即將鐵塔地、工作地、建筑物的公共地等置于同一電位。

(4) 消散，即釋放出異性電荷和雷云中的電荷進(jìn)行中和，從而阻止雷電的形成

根據(jù)上述通信設(shè)備避免雷擊的幾個(gè)途徑在實(shí)際通信設(shè)備使用中采取對(duì)應(yīng)的防雷措施進(jìn)行防護(hù)。

疏導(dǎo)：控制雷擊點(diǎn)通過(guò)避雷針引導(dǎo)雷電流安全入地，以保護(hù)建筑物及通信設(shè)備免遭雷

擊。其保護(hù)原理是：當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面的電場(chǎng)發(fā)生畸變，在避雷針(避雷線(xiàn))

頂部形成局部電場(chǎng)強(qiáng)度畸變，以影響雷電先導(dǎo)入電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針(避雷線(xiàn))

放電，再通過(guò)接地引下線(xiàn)、接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物免受雷擊。整個(gè)站

場(chǎng)的雷電防護(hù)系統(tǒng)一定要有良好的避雷針、下引線(xiàn)和統(tǒng)一的接地網(wǎng)，采取完善的直擊雷防

護(hù)措施。避雷針應(yīng)選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良，保護(hù)范圍大，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不會(huì)對(duì)通信產(chǎn)生干

擾的產(chǎn)品。

隔離。必須在車(chē)站的供電系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、信號(hào)采集傳輸系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)房接地系統(tǒng)等進(jìn)行

可靠有效的防護(hù)，在攔截、分流、均衡、接地、布線(xiàn)、布局等方面作完整的，多層次的綜合防護(hù)。將室外信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備

置于與大地連接的金屬箱、盒(最好是鐵質(zhì))內(nèi)，金屬箱、盒必須良好接地，使得信號(hào)系統(tǒng)處于雷電電磁脈沖屏蔽中。

等位。由于機(jī)房存在多類(lèi)接地系統(tǒng)，其沖擊接地電阻不均衡，在雷擊發(fā)生時(shí)，雷電流引起地電位差，造成“地電位反擊

”，使人員和設(shè)備遭受損害。雷電防護(hù)的原則是“等電位”。等電位連接，是用連接導(dǎo)線(xiàn)或過(guò)電壓保護(hù)器，將防雷裝置

、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來(lái)導(dǎo)體物、電氣設(shè)備和電源裝置等連接起來(lái)，將各類(lèi)設(shè)施都置于同一電位。

消散。對(duì)一些重要的通信工程來(lái)說(shuō)，可以考慮安裝放射性避雷裝置。放射性避雷裝置可以說(shuō)是目前世界最先進(jìn)的防雷保

護(hù)裝置之一。放射性避雷裝置的關(guān)鍵部分是放射源，它能連續(xù)自行發(fā)射A粒子，使周?chē)諝怆婋x產(chǎn)生大量電子。在雷電場(chǎng)

的作用下這些電子不斷加速，對(duì)空氣產(chǎn)生連鎖的多極電離或雪崩電離，形成與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比的電子流，這時(shí)產(chǎn)生的由

放

射源指向雷云的電離通導(dǎo)會(huì)永不間斷地中和及釋放空間電荷，把已有的低電場(chǎng)消除掉，把

可能形成的高電場(chǎng)降為低電場(chǎng)，從而有效地防止發(fā)生雷擊，起到顯著的消雷作用。

4 通信局的防雷接地的具體方法

通信局點(diǎn)的接地系統(tǒng)包含：接地體、接地總匯集線(xiàn)、接地引入線(xiàn)、接地排等。其中接地體就是買(mǎi)入地中直接與打的接觸

的金屬導(dǎo)體，也就是通常說(shuō)的地網(wǎng)；接地總匯集線(xiàn)是建筑物內(nèi)各種接地線(xiàn)匯接的地方，可以理解為建筑物內(nèi)部的總接地

排；接地引入線(xiàn)室建筑物內(nèi)接地總匯集線(xiàn)與接地體之間的連接線(xiàn)。有了接地引入線(xiàn)連接到地網(wǎng)，接地總匯線(xiàn)才算是連接

到了地網(wǎng)；接地排就是從接地總匯集線(xiàn)上接出到建筑物各層或各個(gè)房間中的接地裝置，各機(jī)房?jī)?nèi)通信設(shè)備的接地，都接

到機(jī)房的地排上。

設(shè)備接地的路徑為：設(shè)備的接地線(xiàn)→接地排→接地總匯集線(xiàn)→接地引入線(xiàn)→接地體，就實(shí)現(xiàn)了設(shè)備與大地的接地連接。

對(duì)于比較簡(jiǎn)陋的機(jī)房。機(jī)房?jī)?nèi)的接地排也可以是看做是整個(gè)局點(diǎn)的接地總匯集線(xiàn)。這是總結(jié)地排上直接連接接地引入線(xiàn)

到接地體就可以了。

對(duì)于通信局點(diǎn)而言，很重要的一點(diǎn)就是建筑物的防雷接地和建筑物內(nèi)通信設(shè)備接地應(yīng)共用一個(gè)接地體。

對(duì)于防雷而言其中最重要的就是通信局點(diǎn)一定要等電位連接

（1） 通信局點(diǎn)內(nèi)，應(yīng)采用通信設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、建筑物的防雷地合用一組接地體的聯(lián)合接地方式。

（2） 對(duì)于鐵路移動(dòng)通信站，要求機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)、配電變壓器地網(wǎng)連成一個(gè)統(tǒng)一的地網(wǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

防雷是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)技術(shù)問(wèn)題，多個(gè)環(huán)節(jié)共同發(fā)揮作用，才能起到整體的防雷功效，只要存在一處簿弱環(huán)節(jié)，雷擊損

壞設(shè)備的情況就隨時(shí)會(huì)發(fā)生。因此通信設(shè)備對(duì)防雷工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循層層設(shè)防、分級(jí)保護(hù)、統(tǒng)籌考慮，全面系統(tǒng)防護(hù)的原則

。鐵路通信系統(tǒng)是保障鐵路運(yùn)輸安全，實(shí)現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化和信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路通信

系統(tǒng)顯得越來(lái)越重要，做好鐵路通信設(shè)備的防雷是保證鐵路通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要保障。