鐵路信號設(shè)備防雷要點(diǎn)分析

王寶松

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得我國各地之間的人員與物資的聯(lián)系更為緊密，交通的便利也使得我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更富有活力。隨著我國鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善鐵路已經(jīng)成為了我國最重要的陸上交通方式。隨著鐵路運(yùn)量的增加做好鐵路列車的調(diào)度是確保列車安全運(yùn)行的重要保證，在鐵路列車的調(diào)度中鐵路信號設(shè)備是列車調(diào)度控制的重要設(shè)備，在鐵路信號設(shè)備的使用過程中會受到周邊惡劣自然環(huán)境的影響，尤其是雷電這一自然現(xiàn)象的侵入會導(dǎo)致鐵路信號設(shè)備出現(xiàn)故障或是癱瘓，從而對鐵路列車的運(yùn)行造成了極大的安全隱患。做好鐵路信號設(shè)備的防雷措施的研究分析是現(xiàn)今乃至今后一段時間鐵路信號設(shè)備安全防護(hù)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，文章將在分析雷擊對鐵路信號設(shè)備所造成的影響的基礎(chǔ)上，對如何做好鐵路信號設(shè)備的防雷進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路信號設(shè)備；雷擊；防雷

前言

隨著電子信息技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，鐵路信號設(shè)備中各類電子設(shè)備的應(yīng)用越來越多也越來越廣泛，電子設(shè)備在鐵路信號設(shè)備的應(yīng)用在提高了鐵路信號設(shè)備高效性的同時也帶來了一定的安全隱患，雷電這一自然現(xiàn)象會對鐵路信號設(shè)備的安全運(yùn)行帶了極大的影響，為確保鐵路信號設(shè)備的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于鐵路信號設(shè)備的防雷保護(hù)。

1 雷電對鐵路信號設(shè)備的危害分析

（1）電磁脈沖影響。在鐵路信號設(shè)備的運(yùn)行過程中如鐵路信號設(shè)備周邊的建筑遭到雷擊，雷電所含有的超高壓在擊中周邊建筑時會向周邊產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁脈沖，這些電磁脈沖沖擊鐵路信號設(shè)備會在鐵路信號設(shè)備中產(chǎn)生過電壓或是過電流從而導(dǎo)致鐵路信號設(shè)備故障或是損壞，影響鐵路信號設(shè)備的正常運(yùn)行。

（2）電磁感應(yīng)。在雷雨天時，雷電在雷云中或是放電之時，戶外的電力線、信號線等會處在一個強(qiáng)磁場內(nèi)從而在電力線、信號線中產(chǎn)生電磁感應(yīng)電流，這些感應(yīng)電流通過線纜進(jìn)入到鐵路信號設(shè)備的終端從而會對鐵路信號設(shè)備的正常使用造成嚴(yán)重的影響。

（3）沖擊波。在鐵路信號設(shè)備的運(yùn)行過程中如防雷裝置未能產(chǎn)生效果將會導(dǎo)致雷電侵入到鐵路信號設(shè)備中，雷電所具有的高波幅值會導(dǎo)致變壓器的初、次級繞組過載擊穿從而導(dǎo)致雷電侵入到交流低壓電源中，雷電所形成的沖擊波會對低壓側(cè)的鐵路信號設(shè)備造成損壞。當(dāng)雷電所形成的沖擊波電壓幅度較低時其侵入到線路時會被變壓器的初、次級回路所阻隔從而使得雷電沖擊波通過變壓器的繞組間的分布電容耦合的形式侵入到低壓系統(tǒng)中并在鐵路信號設(shè)備電源系統(tǒng)中形成過電流和過電壓損害。

（4）雷電浪涌。在鐵路信號設(shè)備運(yùn)行時，周邊范圍內(nèi)所產(chǎn)生的雷電會導(dǎo)致鐵路信號設(shè)備的通信線路中產(chǎn)生感應(yīng)電流浪涌，相較于直接雷擊雷電浪涌更難防護(hù)，為更好的保護(hù)鐵路信號設(shè)備需要加強(qiáng)對于鐵路信號設(shè)備防雷措施的研究。

（5）直接雷擊。直接雷擊指的是雷電直接擊中鋼軌或是與其相連的其他建筑從而使得雷電直接作用在鐵路信號設(shè)備的信號傳輸線路中的一種電擊。

（6）雷電對鐵路信號設(shè)備所造成的危害。雷電對于鐵路信號設(shè)備所造成的危害主要分為直接雷擊和感應(yīng)雷擊兩大類，其中當(dāng)鐵路信號設(shè)備直接遭到雷電襲擊時，雷電所具有的超高壓及大量的電流涌入地下時會在雷擊點(diǎn)附近形成極高的對地電壓，此外，雷電巨大的電流會對鐵路信號設(shè)備產(chǎn)生巨大的損壞。感應(yīng)雷擊時，鐵路信號設(shè)備線路中所產(chǎn)生的過電壓、過電流等會對鐵路信號設(shè)備系統(tǒng)中的電子設(shè)備造成極大的損壞，相較于直接雷擊所造成的影響，感應(yīng)雷擊在過電流、過電壓方面都要小得多損壞也較輕但是不同與直接雷擊，感應(yīng)雷擊所發(fā)生的機(jī)率要更高，此外，感應(yīng)雷擊多發(fā)生在帶電云層的范圍內(nèi)且其所產(chǎn)使得過電壓、過電流會通過電纜、通信線等向周邊擴(kuò)散從而造成較大的影響范圍。

2 做好鐵路信號設(shè)備的雷擊防護(hù)

大秦鐵路是我國重要的煤炭運(yùn)輸線路，近些年來在鐵路信號設(shè)備大量運(yùn)用微電子控制設(shè)備以提高鐵路信號設(shè)備控制的準(zhǔn)確性與高效性。在鐵路信號設(shè)備的防雷保護(hù)上均采用了天網(wǎng)、地網(wǎng)、微機(jī)控制室電磁屏蔽、綜合接地以及信號防雷電系統(tǒng)等的防護(hù)措施，取得了一定的防雷效果但是室內(nèi)的微電子控制設(shè)備的雷擊損壞現(xiàn)象仍時有發(fā)生通過分析造成這一現(xiàn)象的主要原因是地電位反擊和感應(yīng)電侵入所造成的。為做好對于鐵路信號設(shè)備的防雷保護(hù)需要從以下幾個方面入手：（1）對于鐵路信號機(jī)械室需要采用法拉第籠來完成對于雷電電磁信號的屏蔽，在鐵路信號機(jī)械室的法拉第籠的建立過程中，可以通過采用屋頂雷電避雷網(wǎng)、避雷帶以及接電系統(tǒng)等幾部分組成，通過對鐵路信號機(jī)械室構(gòu)建完善的法拉第籠能夠有效的完成對于雷電所引起的電磁感應(yīng)的屏蔽。確保鐵路信號設(shè)備的正常使用。（2）針對雷電所引起的地電位反擊問題關(guān)鍵是要做好鐵路信號機(jī)械室的“等電位”，在鐵路信號機(jī)械室內(nèi)存在多類接地系統(tǒng)在遭受雷電沖擊時接地電阻存在不均衡問題會導(dǎo)致地電位差從而導(dǎo)致“地電位反擊”，因此應(yīng)當(dāng)做好鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的地網(wǎng)的設(shè)置，通過在鐵路信號機(jī)械室內(nèi)設(shè)置單獨(dú)接地系統(tǒng)，從而將鐵路信號機(jī)械室的接地系統(tǒng)與綜合接地系統(tǒng)隔離開來，單獨(dú)接地系統(tǒng)與綜合接地系統(tǒng)之間的距離應(yīng)當(dāng)設(shè)置為20米以上。

在鐵路信號設(shè)備的防雷保護(hù)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于室外鐵路信號設(shè)備直擊雷防護(hù)和防雷屏蔽，在鐵路室外信號設(shè)備的箱、盒、柜等殼體都應(yīng)當(dāng)具備良好的電氣貫通和電磁屏蔽能力。此外，在構(gòu)成鐵路信號設(shè)備接地匯集線的等電位連接時對于鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的控制臺、繼電器室以及機(jī)房電源等所形成的接地匯集線接線時可以按照條形、環(huán)形或是網(wǎng)格形等進(jìn)行連接，需要注意的是在構(gòu)成環(huán)形接地線時不得形成閉合回路，對于鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的電源走線架、組合架、控制臺、機(jī)柜等的設(shè)備在設(shè)置時需要做好與墻體、地面的絕緣設(shè)置，對于鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的防雷接地為避免周邊建筑防雷接地所造成的影響可以單獨(dú)設(shè)置基地線來與其他建筑的綜合接地線進(jìn)行隔離，以免造成地電位差。在構(gòu)建法拉第籠的過程中，構(gòu)建在信號頂面和四周中主要使用導(dǎo)電良好的鍍鋅銅條為主要材質(zhì)來進(jìn)行地網(wǎng)的構(gòu)建，針對鐵路信號機(jī)械室內(nèi)所具有的大量的微電子設(shè)備，做好對其防雷保護(hù)所采用的屏蔽網(wǎng)其網(wǎng)格的規(guī)格應(yīng)當(dāng)控制在3m×3m的規(guī)格范圍內(nèi)，在地網(wǎng)的各處所使用的均壓環(huán)需要進(jìn)行等電位連接。在等電位連接中，鐵路信號機(jī)械室內(nèi)的各種設(shè)備都需要與地柵進(jìn)行連接從而構(gòu)建起一種不規(guī)則的法拉第籠，形成這種不規(guī)則的法拉第籠能夠使其具有良好的防雷屏蔽效果，在雷雨天氣中，地網(wǎng)將所接收到的雷電電流導(dǎo)入地下，從而在接地體周邊形成放射狀的點(diǎn)電位采用等電位連接可以有效的降低此種危害現(xiàn)象所造成的影響。此外，在鐵路信號機(jī)械室的防雷保護(hù)中應(yīng)當(dāng)對各設(shè)備加裝電流保護(hù)器件，避免雷電在信號系統(tǒng)中所形成的浪涌電壓所形成的電流涌入到鐵路信號機(jī)械室中對機(jī)械室內(nèi)的各微電子設(shè)備造成影響。

對于鐵路信號設(shè)備應(yīng)當(dāng)設(shè)置專用防雷保安器，鐵路信號設(shè)備的電源系統(tǒng)中的電務(wù)綜合開關(guān)箱的輸入端應(yīng)當(dāng)設(shè)置一級電源防雷箱，對于電源屏電源輸入端則采用二級防雷箱來進(jìn)行設(shè)置，對于鐵路信號設(shè)備中的信號機(jī)的防雷應(yīng)當(dāng)在各信號機(jī)的進(jìn)出線應(yīng)當(dāng)在各線接線排相應(yīng)的端子上加裝防雷保安器以實(shí)現(xiàn)對于鐵路信號設(shè)備的縱向防護(hù)。對于鐵路信號設(shè)備中的軌道電路的鐵路信號機(jī)械室內(nèi)送受電端加裝防雷保安器以實(shí)現(xiàn)對于鐵路信號設(shè)備中軌道電源的防雷保護(hù)。

3 結(jié)束語

雷電是影響鐵路信號設(shè)備正常運(yùn)行的重要影響因素之一。做好雷電的防護(hù)應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。本文在分析雷電對鐵路信號設(shè)備所造成的影響的基礎(chǔ)上對如何做好鐵路信號設(shè)備的雷電防護(hù)進(jìn)行了分析闡述。

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