鐵路信號設(shè)備的雷電綜合防護體系

張志超

中鐵九局集團電務(wù)工程有限公司

鐵路信號設(shè)備的雷電綜合防護體系

張志超

中鐵九局集團電務(wù)工程有限公司

由于鐵路運輸技術(shù)的大發(fā)展，大規(guī)模的信號設(shè)備被應(yīng)用于鐵路的信號指示上，覆蓋面極其廣闊，尤其是集成電路的應(yīng)用更是規(guī)模龐大，各種信息設(shè)備的交錯兼容復(fù)雜多端，由此出現(xiàn)了防止雷電危害的這個極其重要的命題。本文就如何有效防止信息設(shè)備遭受雷擊而討論了兩方面的問題，一是在雷電環(huán)境下它對信號設(shè)備的危害進行了分析，另一方面分析了預(yù)防雷電的幾種有效措施。

信號設(shè)備；綜合防護；預(yù)防雷電；有效措施

一、雷電環(huán)境下對信號設(shè)備的危害分析

眾所周知，雷電的環(huán)境下進行信號設(shè)備的應(yīng)用的風(fēng)險是相當(dāng)高的。雷擊對信號設(shè)備的危害是致命的，一旦信號設(shè)備受損，列車的行駛調(diào)度等都將受到嚴重的影響，可能引發(fā)安全事故。現(xiàn)在的鐵路都走向了信息化，這雖然極大的提高了鐵路運輸?shù)男?，但是帶來的問題也嚴重的多，因為這種鐵軌的鋪設(shè)需要使用到大量的集成電路，不然運輸效率就會降低。集成電路的使用一方面促進了列車的運行速度，另一方面帶給了列車安全上的隱患。大家都知道集成電路包含著許多微小的元件，比如電阻器等等小部件，而這些小部件的使用給鐵路運輸帶來了安全上的問題。集成電路雖然小巧方便，但是它的問題在于它不如傳統(tǒng)設(shè)備在防電方面的性能好，因為電路上極其微小的電流都可能引發(fā)雷電，造成集成電路的破壞，從而損壞整個信號設(shè)備。目前鐵路工程采取了許多方法來避免上述情況的發(fā)生，但是還會出現(xiàn)這樣那樣的安全性問題，其中的原因一方面是防雷器具使用不當(dāng)，還有就是沒有合理的使用防雷手段。對于一般的情況，防雷設(shè)備的使用既要滿足不干擾信號設(shè)備的需要，還要確保防雷的有效性。因為信號設(shè)備對信號的要求極其嚴格，任何一點干擾都會造成信號設(shè)備失效，因此，防雷設(shè)備必須保證不能干擾信號設(shè)備的信號，否則會適得其反。另外，防雷設(shè)備除了不能干擾信號設(shè)備外，還要保證防雷設(shè)施本身不能出現(xiàn)重大問題。在防雷設(shè)施的鋪設(shè)上，要求十分嚴格，應(yīng)該在鋪設(shè)防雷設(shè)施之前進行嚴格的實際勘測，保證裝置的安全性，有效性還有可行性。

二、防范鐵路信號設(shè)備受到雷電干擾的措施

1.電磁環(huán)境要有利于信號設(shè)備的運行

鐵路信號設(shè)備的應(yīng)用過程中對電磁環(huán)境的要求十分嚴格。這是因為鐵路上的信號設(shè)備存在一個元件，即弱電設(shè)備。這種弱電設(shè)備比較靈敏，任何微小的電流干擾都會對它產(chǎn)生巨大的影響。雷電的電磁波磁場是十分巨大的，所以要保證雷電的電磁波不能干擾到弱電設(shè)備。因此，在架設(shè)信號設(shè)備時，要充分考慮到弱電設(shè)備的感應(yīng)問題。防雷設(shè)施的建設(shè)主要面臨的問題是如何保護好信號設(shè)備的電磁感應(yīng)不受到雷電的干擾，首先需要建設(shè)一整套的雷電預(yù)警機制。防雷設(shè)備在工作原理上是比較簡單的，但在實際操作過程中十分復(fù)雜，而且對系統(tǒng)性要求嚴格，任何步驟不能出現(xiàn)差錯和斷層。防雷措施的前期工作是在架設(shè)防雷設(shè)施時要充分將地形和信號接收的因素考慮在內(nèi)，保證防雷設(shè)施本身不會受到雷電的干擾和損壞。防雷措施的中期工作是保證防雷設(shè)備在接收雷電電磁波時能順利地將其引導(dǎo)到地下，這就要求防雷設(shè)備必須精準(zhǔn)的計算出雷電高發(fā)區(qū)域，靈敏地接收電磁波，同時工作人員必須定時有效的維護防雷設(shè)施。防雷措施的最后工作是工作人員的調(diào)度問題。

2.外部建筑防護物要到位

防雷設(shè)施的安放需要極高的條件，這就需要外圍的建筑物能夠起到保護防雷設(shè)施的作用。雷電對信號的干擾是強大的，雷電的電流如果進入防雷設(shè)施后沒有得到適當(dāng)?shù)奶幚?，對防雷設(shè)施本身會帶來巨大的危害。因此，工作人員需要將防雷設(shè)施安放在能夠有效避免雷電電磁波干擾的外部建筑物內(nèi)。不能草率的將防雷設(shè)施安放在露天尤其是雷電電磁波干擾強烈的地段。

3.線路的鋪設(shè)和布局要合理

當(dāng)防雷設(shè)備連接上電纜時，工作原理是把由防雷設(shè)備接收的電磁傳導(dǎo)到地下，從而避開信號設(shè)備，而中間的媒介是電纜。因為電纜不能接收過高的電磁沖擊，所以在使用防雷設(shè)備時必須考慮到轉(zhuǎn)換電壓的問題。防雷設(shè)備都有或大或小的變壓器，能將雷電電壓轉(zhuǎn)換成弱小分支，這樣就能避免對電纜的大力沖擊。但是，防雷設(shè)備變壓器的使用需要注意的問題是不能將其線路錯亂導(dǎo)致電流亂入，從而導(dǎo)致防雷設(shè)備損壞，不能起到防雷的作用。因此，防雷設(shè)備的線路必須嚴格分配，定時維護的檢修。最后一個需要注意的方面是在防雷設(shè)備接收雷電電磁波的時候要保證靈敏度，使雷電的電磁波充分地由防雷設(shè)備傳導(dǎo)到地下。防雷設(shè)備配備有信號接收器，主要是引導(dǎo)雷電電磁波的接收，因此，必須保證信號設(shè)備的靈敏，不能在接收信號是由任何干擾，信號器本身不能有任何損壞。有些地區(qū)發(fā)生雷電的概率很高，這就需要架設(shè)多個防雷的設(shè)施。然而，防雷設(shè)施的架設(shè)需要具備科學(xué)性。因為在雷電發(fā)生的時候，任何微小的碰撞，放電都可能引發(fā)雷電擊中目標(biāo)。給防雷設(shè)施供電的設(shè)備尤其需要仔細保護。必須將電源放置在非雷暴區(qū)，同時采用標(biāo)準(zhǔn)的絕緣體作為防護衣。同時，防雷設(shè)施內(nèi)部線路不能錯亂，尤其不能發(fā)生短路現(xiàn)象，這是極其容易引發(fā)雷電電磁波造成防雷設(shè)備失靈，并且還有可能危害到信號設(shè)備。雷電環(huán)境對信號設(shè)備最大的威脅在于雷電的電磁靈敏度。信號設(shè)備十分精密，對電子信號的接收度較高，這就導(dǎo)致了雷電電磁波的有機可趁。因此，在防止信號設(shè)備遭受雷電電磁波干擾的時候，最佳的手段是保證信號設(shè)備本身的質(zhì)量，即不能輕易引入其他電流和電磁波。如果信號設(shè)備遭受雷擊，數(shù)以萬伏的電壓傳入到信號設(shè)備，會給信號設(shè)備帶來嚴重的損害，引發(fā)列車行駛時的安全事故。

三、結(jié)語

鐵路運輸對信號設(shè)備的要求十分嚴格，而做好信號設(shè)備的防雷措施是重中之重。在雷電高發(fā)區(qū)域，除了要合理地安放防雷設(shè)施之外，外部建筑物的保護作用也相當(dāng)重要。電纜的鋪設(shè)的格局也要精確而且安全，保證防雷設(shè)施安全高效的運作，防止雷電電磁波對信號設(shè)備造成干擾。

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[2]謝永超.鐵路站場通信系統(tǒng)雷電防護方案的研究［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2011（02）

[3]韓劭.雷擊與過電壓對信號設(shè)備的危害及防護[J].中國鐵路,2002,(2).

張志超（1975-）,男，滿族，遼寧綏中人，中鐵九局集團電務(wù)工程有限公司,工程師，本科；研究方向：鐵道信號。