鐵路信號設(shè)備的防雷與接地研究

摘 要：自然界中，雷擊事件和電磁干擾是有發(fā)生，對鐵路信號設(shè)備造成了一定的隱患，因而鐵路信號設(shè)備的防雷接地安全性至關(guān)重要。在設(shè)計的過程中，為了確保鐵路信號設(shè)備的安全，應(yīng)當優(yōu)化防雷接地設(shè)計的方案，提高自身工作的可靠性，最大程度的加強接地安全措施。

關(guān)鍵詞：鐵路信號設(shè)備 防雷 接地

中圖分類號：U22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0242-01

1 鐵路信號設(shè)備防雷接地重要性

當雷擊到鐵路信號設(shè)備的防雷接地系統(tǒng)時，所產(chǎn)生的雷電過壓、電磁脈沖以及雷電放電，而這些在通過電纜或者金屬管道時就會產(chǎn)生對各種弱電設(shè)備很嚴重的電磁干擾，進而影響到整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。其主要的影響有兩方面：（1）雷電流主要是利用集中基地裝置泄入大地來通過防雷接地網(wǎng)的，這樣就會產(chǎn)生一定量的沖擊電壓，嚴重的時候就會產(chǎn)生部分的部位反擊，甚至產(chǎn)生局部的放電現(xiàn)象，這些現(xiàn)象就會危及到設(shè)備的絕緣。（2）雷電流在通過避雷針接地將引下線入地的時候，將會在周圍產(chǎn)生很大的暫態(tài)電磁場，進而在鐵路信號設(shè)備的部件上也會產(chǎn)生暫態(tài)的電壓，從而影響到這些設(shè)備的正常運行?；诶讚魧﹁F路信號設(shè)備造成的嚴重損害，開展鐵路信號設(shè)備防雷接地的研究就顯得尤為重要，鐵路信號設(shè)備的正常工作為鐵路的正常運營提供了安全保障，因而，防雷接地是其正常工作的基礎(chǔ)。

2 防雷接地措施

在鐵路信號設(shè)備工程實施和運行過程中，自然界的雷電和電子使用時產(chǎn)生的電磁干擾都有可能對設(shè)備的正常使用造成影響，破壞鐵路信號傳遞的質(zhì)量。與建筑物接地和變電站接地技術(shù)不同，鐵路信號設(shè)備中使用的多為弱電設(shè)備，因而接地要求也有所不同。為確保工程系統(tǒng)中各項弱電設(shè)備可以不受其干擾的影響，可以正常的運行，從以下幾方面進行提高：（1）可以采取較多的分支接地的引下線，使其通過引下線的電流有所減小，從而減小由于電流流動產(chǎn)生電磁干擾的影響。（2）加強信號和信號之間，電源與電源之間的屏蔽，改善屏蔽的方式通常有增加距離和改善材質(zhì)兩種，由于信號與信號之間，電源之間的干擾程度將隨著信號線間距的增加呈現(xiàn)指數(shù)級下降的趨勢，因而，在允許的情況下可以考慮適當增加設(shè)備信號線、電源線之間的間距。另外還可以采用磁特性較適當?shù)呐浜想p層屏蔽，還可以采取特殊的屏蔽材料。（3）為了減小引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)，就要改進泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進而是原有的屏蔽網(wǎng)可以很好的發(fā)揮作用。（4）在電源入口處除了設(shè)置壓敏電阻等方面來限制過壓的裝置外，還在信號的接入處設(shè)置具有適當參數(shù)的限壓裝置或者應(yīng)用光電耦合元件。（5）所有控制室進出的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層一同用一個接地網(wǎng)。在通訊室和控制室設(shè)置等電位，等電位與所有的電氣設(shè)備的外殼匯流連接。

鐵路信號設(shè)備的防雷接地，其室內(nèi)組合架、電源屏、控制臺、機架、機柜等設(shè)備的安全地線、防雷地線、工作地線、電纜屏蔽地線應(yīng)均應(yīng)以最短距離分別就近與接地匯集線連接。同一室內(nèi)同一排各金屬機架、機柜間用40 mm2有絕緣外護套的RVV銅導(dǎo)線加連接。機房面積較大時，可以設(shè)置與共用接地系統(tǒng)單點連接的總接地匯接線，控制臺室、繼電器室、計算機房的接地匯集線（分接地匯集線）與總接地匯接線單點連接，分接地匯集線與總接地匯集線以及接地匯集線間的連接線，可用30 mm×3 mm銅排或40 mm2有絕緣外護套的RVV銅導(dǎo)線連接。計算機機房屏蔽層、金屬門框、暖氣等金屬管線、窗戶金屬屏蔽層以及防靜電地板金屬支撐架應(yīng)當與環(huán)形接地裝置可靠連接，有條件的機房，還應(yīng)與建筑物鋼筋連接.

3 鐵路信號設(shè)備防雷接地建議

鐵路信號設(shè)備中各項弱電設(shè)備易受電磁的干擾，由于受到了地電位差異以及靜電感應(yīng)的影響，信號線的任一輸入端與地之間產(chǎn)生疊加的共共模干擾，同時還受到電磁感應(yīng)被測信號產(chǎn)生了疊加的串謀干擾。通常采取接地和屏蔽相結(jié)合的防干擾措施，將其分屏屏蔽?？梢詮囊韵陆嵌冗M行考慮：分流，均壓，接地，屏蔽和保護技術(shù)。分流：增加接地引下線數(shù)，從而減小每根引下線的電流，其感應(yīng)范圍也就相對較小，由此產(chǎn)生的電磁干擾也會相應(yīng)減小。均壓：使被保護對象的各部位盡可能構(gòu)成等電位，從而杜絕電位差對電子設(shè)備造成的傷害。接地：良好的接地是質(zhì)量安全的重要保證之一，良好的接地能夠有效消除電磁干擾的產(chǎn)生。屏蔽：良好的屏蔽對于防雷電脈沖也是有效的措施。保護：對電子裝置進行過壓和過流保護，是最直接也是最重要的措施之一，相對于建筑物接地，鐵路信號設(shè)備的防雷接地有自身的特點，其中屏蔽和保護是變最容易忽視的措施。結(jié)合國際上較為常用的防雷接地技術(shù)，可以采取以下措施。

（1）注意信號數(shù)字設(shè)備防雷接地的規(guī)范性。在現(xiàn)代鐵路信號設(shè)備中，機柜內(nèi)的設(shè)備比較多，使得數(shù)字地線、模擬地線、信號地線以及功率地線的不斷增多。在這樣一種情況下，必然也需要采取良好的措施對其進行控制和處理。

（2）可以采取接地體或者接地線技術(shù)。接地體可分為自然接地體和人工接地體，設(shè)計中通常采用人工接地體，以便達到所規(guī)定的接地電阻，并避免外界其他因素的影響。接地線即接地體的外引線，連接被保護或屏蔽設(shè)施的連線，可設(shè)主接地線、等電位連接板和分接地線。防雷接地裝置的接地線即防雷接閃裝置的引下線，可采用圓鋼或扁鋼，兩端按規(guī)定的搭接長度焊接達到電連接。防靜電保護和防干擾屏蔽裝置的主接地線一般采用多股銅芯電纜，分接地線采用多股銅芯軟線。

（3）合理配置避雷針，嚴防直接雷的危害。避雷針保證雷電不會直接擊中變電所內(nèi)的設(shè)備，高壓線路的避雷器，保證雷電不會通過高壓電力線侵害到變電所內(nèi)部，在變電所內(nèi)設(shè)備的安裝位置和電纜的鋪設(shè)要在防雷系統(tǒng)的保護范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)不會遭受雷電直接侵害，系統(tǒng)的弱電電纜前端要采用相應(yīng)的電涌保護器進行保護，防止感應(yīng)過電壓或者二次反擊高壓對設(shè)備的侵害。另外還要注意智能化系統(tǒng)的電纜和設(shè)備要與避雷針保持足夠距離，防止出現(xiàn)干擾。

4 結(jié)語

綜上所述，鐵路信號設(shè)備的防雷接地是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，做好系統(tǒng)的接地工作，必須在工程設(shè)計階段就要認真考慮，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際情況采用最優(yōu)方案，盡量減少感應(yīng)，同時也要采取其他措施以保護敏感的弱電設(shè)備。在鐵路信號設(shè)備運行過程中，還需要定期做好防雷接地系統(tǒng)的檢測工作，確保防雷接地系統(tǒng)滿足要求，只有這樣鐵路信號設(shè)備才能安全運行，不受雷電或者干擾危害。根據(jù)防雷設(shè)計的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性，及整個信號設(shè)備周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)的防雷接地防護措施。對處在不同區(qū)域的設(shè)備系統(tǒng)進行等電位連接，使處在不同層次的設(shè)備系統(tǒng)達到統(tǒng)一的接地效果。

參考文獻

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