鐵路信號設(shè)備的防雷問題分析

紀宇鑫 侯宇川 張博

摘 要：伴隨著中國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷進步，在鐵路運輸系統(tǒng)中應(yīng)用的高科技電子信息技術(shù)也是越來越豐富多樣，這為鐵路運輸生產(chǎn)的自動化程度大大的作出了貢獻。萬物有利必有弊，在電子信息技術(shù)給鐵路運輸系統(tǒng)帶來極大便利的同時，也帶來了困擾。而本文中，筆者將會對鐵路信號設(shè)備中的防雷問題進行分析探究，并且根據(jù)具體的實際情況提出一些有效的解決措施。

關(guān)鍵詞：鐵路信號設(shè)備；雷電危害；防雷措施

1 前言

鐵路運輸控制系統(tǒng)已經(jīng)從6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)升級為計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的使用大大地提高了鐵路信號設(shè)備的可靠性，提高了調(diào)車組作業(yè)人員的安全性。但是精密設(shè)備的使用必然對工作環(huán)境提出了更高的要求，這些高科技電子技術(shù)具有弱電環(huán)境工作，容易受到電磁脈沖的干擾，甚至在打雷時可能被擊穿損毀。雖然在電子盒在設(shè)計和生產(chǎn)過程中有對雷電危害進行了保護措施，但是遠遠不夠，還需要后期的系統(tǒng)防護才有效。本文中將會論述防雷技術(shù)在鐵路信號領(lǐng)域中的運用。

2 鐵路信號設(shè)備的雷害類型

一般情況下，對鐵路信號設(shè)別系統(tǒng)破壞的雷電災(zāi)害主要是由以下比較常見的幾個方面：

2.1 直接雷電

在打雷天氣中，雷電在雷暴活動的范圍內(nèi)對鐵路信號系統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)、信號傳輸?shù)木€路、鋼軌和其他設(shè)備直接點擊導(dǎo)致故障的現(xiàn)象稱為直接雷擊。通常情況而言，鐵路信號設(shè)備發(fā)生直接雷擊的故障幾率是非常低的，但正因為這樣，鐵路信號系統(tǒng)中的每個電子設(shè)備對直擊雷電的防御能力也是比較低，有些幾乎沒有防御能力，一旦鐵路信號設(shè)備出現(xiàn)直接雷擊的情況，就是摧毀性的破壞，給鐵路運輸造成了極大的安全危害和經(jīng)濟損失。

2.2 沖擊波

當(dāng)鐵路信號設(shè)備供電的電源收到雷電沖擊波的侵入時，對高壓線侵入傳至高壓變壓器，如果被侵變壓器沒有安裝避雷器或者是沒有有效地避雷，而且雷電波的幅值又是超過承受范圍，那么就會把直接擊穿變壓器初級、次級繞組絕緣。如此雷電壓高達數(shù)百千伏會直接侵入交流低壓電源，對低壓側(cè)的信號設(shè)備進行嚴重破壞。假如雷電沖擊波電壓幅度不高，對高壓避雷器不足以動作或者是不能夠擊穿變壓器的絕緣侵入回路，雷電沖擊波還會通過繞組間的分布電容耦合方式侵入信號低壓回路，這樣就會導(dǎo)致信號電源設(shè)備產(chǎn)生過電流和過電壓。

2.3 雷電浪涌破壞

雷電浪涌是由于近些年在鐵路運輸中計算機電子設(shè)備的不斷應(yīng)用在此才得到人們的極大重視的一種雷電危害形式，也正因為如此，人們對其的防護方式也是不斷地完善。最常見的對鐵路信號設(shè)備危害的并非是雷電直擊引起的，而是由于雷電發(fā)生時在電源和通訊線路中的噶應(yīng)電流引起的。

2.4 軌道電路

我國鐵路目前使用的軌道電路的傳輸通常是鋼軌，而且位置的設(shè)置一般也是高于地面的。這樣，在雷雨天氣的時候，雷電就會通過鋼軌侵入到信號設(shè)備的軌道電路中，對軌道電路造成破壞。另外，當(dāng)鐵路軌道兩邊的樹木、高山或者是大橋等被雷電破壞也會對鐵路的軌道電路造成牽連。

3 信號設(shè)備的防雷措施

在實際的鐵路信號設(shè)備的防雷施工操作中，管理人員可以通過采取以下的有效措施來對鐵路信號設(shè)備的防雷性能和水平進行提高，從而確保信號系統(tǒng)的正常運行。

3.1 進行整體系統(tǒng)考慮，做到系統(tǒng)實施

由于鐵路信號設(shè)備施工是一個比較大的系統(tǒng)，所以要對信號設(shè)備的防雷措施不能夠采取大一的方法對待，這樣的意義也不大。在對鐵路信號設(shè)備施工的過程中，一定要經(jīng)過全面詳細的分析研究，制定一個詳細的整體防雷施工方案后才進行施工。在信號設(shè)備防雷施工中，一定要按照設(shè)計方案的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進行。此外，設(shè)計者在設(shè)計防雷方案的時候，必須要周到考慮到信號設(shè)備的各個系統(tǒng)，包括鐵路信號設(shè)備內(nèi)部和外部、天線和地線以及強點和弱點等因素。只有這樣設(shè)計的信號設(shè)備防雷方案才能夠有效地保護鐵路信號設(shè)備的不會被雷電破壞。

3.2 室外鐵路信號設(shè)備的防雷措施

3.2.1 安裝避雷裝置

在施工的實際過程中，鐵路信號管理工作人員要根據(jù)現(xiàn)場的實際需要在信號設(shè)備密集區(qū)安裝避雷裝置，避免信號設(shè)備、軌道和電纜這些被雷電破壞。避雷裝置的安裝一定要選擇合適和恰當(dāng)?shù)奈恢眠M行安裝，而且為了避免避雷設(shè)備裝置引雷后引發(fā)雷電連鎖感應(yīng)現(xiàn)象，地纜設(shè)置一定要距離同站場內(nèi)的電纜、鋼軌的距離大于二十米。

3.2.2 保證接地良好和選用屏蔽電纜

在鐵路信號設(shè)備室外安裝時，一般都是使用與大地連接的金屬盒來保護這些設(shè)備裝置，與此同時，也要確保金屬盒的接地必須良好防止室外信號設(shè)備被雷電電磁脈沖的屏蔽破壞。而對于連接信號設(shè)備時，則需要使用屏蔽電纜進行連接。在施工的過程中也要確保電纜屏蔽接地的良好性。

3.3 室內(nèi)信號設(shè)備防雷措施

3.3.1 安裝過電壓保護裝置

由于弱點設(shè)備的電源雷電侵害的侵害方式是通過電源線路，因此為了抑制電源浪涌電壓和防止浪涌電壓竄入電子信號設(shè)備而受到損壞，在電源線路入口和室內(nèi)核心的電子機柜的單元電源入口處建議安裝過電壓保護裝置

3.3.2 數(shù)據(jù)通訊和測控技術(shù)電路使用光纖電纜

由于這兩類接口電路對于各個終端的供電系統(tǒng)電路靈敏度都高得多，比如計算機聯(lián)鎖設(shè)備設(shè)置中的行車室終端顯示器和打印接口等都是非常靈敏的，因此可以使用光纖電纜作為數(shù)據(jù)傳輸線。

4 結(jié)言

伴隨著計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和高速鐵路的不斷投勇，鐵路信號設(shè)備在保障安全、提高效率方面也越來越重要，因此對信號設(shè)備的防雷工作的重要性也是不言而喻的。在鐵路信號設(shè)備防雷工作中，我們一定要保證設(shè)備的防雷效果。只有把鐵路信號設(shè)備的防雷工作確實做到位，才能夠促進鐵路運輸?shù)倪M程更加健康發(fā)展。

參考文獻

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