軌道交通系統(tǒng)的防雷安全

周旋 劉元林 林建忠

摘要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市軌道交通掀起了建設(shè)高潮，作為大容量的現(xiàn)代化交通工具，城市軌道成為越來(lái)越重要的公共交通運(yùn)輸載體。迄今為止，國(guó)內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)遭受雷擊的事件也是時(shí)有發(fā)生，直接影響到軌道交通的安全運(yùn)行，因此，做好軌道交通系統(tǒng)防雷至關(guān)重要。文章在分析軌道交通系統(tǒng)雷擊原因的基礎(chǔ)上，提出了一系列防雷應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：軌道交通；雷擊；危害；防雷措施

雷電是一種自然災(zāi)害，城市軌道交通的通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)售票系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等具有高度集成化和自動(dòng)化，設(shè)備靈敏度高，抗干擾能力差，一旦遭受直接雷擊或附近區(qū)域雷擊，產(chǎn)生的過(guò)電流、過(guò)電壓和電磁脈沖將通過(guò)供電線路、通信線路、接收天線、空間電磁感應(yīng)等侵入建筑物及設(shè)備。所產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓、大電流會(huì)直接影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、信號(hào)繼電器聯(lián)鎖、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、間隔自動(dòng)閉塞等智能精密設(shè)備，造成誤動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞，影響到軌道交通系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)軌道交通雷電災(zāi)害的重視，采取有效的防護(hù)措施。

1 軌道交通雷擊概述

軌道交通作為一個(gè)高度集中的工程項(xiàng)目，對(duì)雷電活動(dòng)非常敏感。根據(jù)雷電放電的特點(diǎn)，高架線站、列車接觸網(wǎng)、地面停車場(chǎng)、車輛段、地下車站出入口、冷卻塔等容易成為雷擊的目標(biāo)。雷電對(duì)地鐵地面線接觸網(wǎng)的影響最為顯著，其不僅對(duì)接觸網(wǎng)造成物理破壞，而且對(duì)列車運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外，雷擊高架站、高架橋、接觸網(wǎng)等附近區(qū)域的線路，在對(duì)建筑物（結(jié)構(gòu)）造成物理破壞的同時(shí)，對(duì)綜合監(jiān)控、自動(dòng)售票、屏蔽門等系統(tǒng)也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。

2 軌道交通的主要防雷安全措施

軌道交通雷電防護(hù)應(yīng)重點(diǎn)注意以下方面：

（1）采用接觸網(wǎng)饋電的高架區(qū)間及地面區(qū)間，雷電防護(hù)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求：“地上區(qū)段架空接觸網(wǎng)應(yīng)設(shè)置避雷器，其間距不應(yīng)大于300m。在隧道入口和為地上線接觸網(wǎng)供電的隔離開關(guān)處應(yīng)設(shè)置避雷器?！痹诘孛鎱^(qū)段、高架橋區(qū)段，架空地線應(yīng)每隔200m設(shè)置火花間隙；架空地線可兼作避雷線。避雷器與火花間隙的工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。高架橋梁應(yīng)利用橋墩作防雷接地裝置。

（2）采用接觸軌饋電的高架及地面區(qū)間牽引電源，除了在牽引變電室的正、負(fù)母線柜和車站端頭開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置專用SPD外，建議分別在接觸軌和走行軌上按一定的間隔（如200m）交錯(cuò)對(duì)地安裝雷電流放電器件或類似功能的SPD，增加雷電流就近泄放入地通道，降低軌道與道床之間的電位差，保護(hù)軌道對(duì)道床的絕緣，降低雷電高電位對(duì)軌道旁的信號(hào)設(shè)備、通信設(shè)備的影響。

（3）信號(hào)、通信、綜合監(jiān)控、屏蔽門等電子系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)綜合運(yùn)用屏蔽、接地、等電位聯(lián)結(jié)、SPD等雷電防護(hù)措施，減小沿電源線路及信號(hào)線路進(jìn)入室內(nèi)的雷電流，減弱雷電電磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備及線路的感應(yīng)，均衡各系統(tǒng)、各設(shè)備之間的電位差，限制線路出現(xiàn)過(guò)電壓。

（4）車輛段、停車場(chǎng)、車站出入口、風(fēng)亭以及冷卻塔等地面建（構(gòu)）筑物或電氣設(shè)備，嚴(yán)格按GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求采取防雷措施。

3 軌道交通防雷檢測(cè)

為有效預(yù)防地鐵建筑設(shè)施及設(shè)備系統(tǒng)遭受雷電的襲擊，應(yīng)依法委托具有雷電防護(hù)裝置檢測(cè)資質(zhì)的單位定期開展檢測(cè)工作，查找隱患問(wèn)題，為防雷減災(zāi)工作提供良好手段。

3.1 具體檢測(cè)內(nèi)容

（1）建筑物外部防雷檢測(cè)

包括對(duì)地上站、停車場(chǎng)、車輛段及主變電所等建筑物外部防雷的檢測(cè)。

（2）建筑物內(nèi)部防雷檢測(cè)

包括對(duì)供配電設(shè)施、環(huán)控系統(tǒng)設(shè)施、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、安全門系統(tǒng)設(shè)施、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施強(qiáng)、弱電防雷裝置的檢測(cè)。

（3）區(qū)間

包括對(duì)區(qū)間內(nèi)的接地干線、信號(hào)設(shè)備及廢水泵房等設(shè)備設(shè)施防雷的檢測(cè)。

3.2 具體檢測(cè)方法

3.2.1 建筑物外部防雷設(shè)施

檢測(cè)建筑物屋面防雷設(shè)施的材質(zhì)規(guī)格、連接方式、接地電阻是否符合要求，檢測(cè)各建筑物引下線的材質(zhì)規(guī)格、連接方式及引下線間距是否符合要求。檢測(cè)屋面金屬設(shè)備的接地路徑及接地電阻是否符合要求。

3.2.2 建筑物內(nèi)部防雷設(shè)施

（1）供配電設(shè)施

逐個(gè)檢測(cè)低壓配電室及配電間內(nèi)配電柜的接地方式及接地電阻是否合格、低壓進(jìn)線柜內(nèi)是否安裝SPD及安裝的SPD參數(shù)和接地線線徑是否符合規(guī)范要求、SPD的狀態(tài)指示是否正常，檢測(cè)高壓變電室內(nèi)的均壓環(huán)的接地方式及接地電阻是否合格。

（2）環(huán)控系統(tǒng)設(shè)施

逐個(gè)檢測(cè)環(huán)控室內(nèi)的環(huán)控柜及環(huán)控設(shè)備的接地方式及接地電阻是否合格（包括空調(diào)機(jī)組、TVF風(fēng)機(jī)、UO風(fēng)機(jī)、風(fēng)冷機(jī)組等），檢測(cè)重要設(shè)備前端配電柜內(nèi)是否安裝SPD及安裝的SPD參數(shù)和接地線線徑是否符合規(guī)范要求，SPD的狀態(tài)指示是否正常。

（3）通信系統(tǒng)

檢測(cè)機(jī)房設(shè)備柜及機(jī)房接地排的接地方式及接地電阻是否合格以及重要設(shè)備（包括通信機(jī)房雙電源箱、時(shí)鐘機(jī)柜、CCTV機(jī)柜、廣播機(jī)柜等）前端配電柜內(nèi)是否安裝SPD及安裝的SPD參數(shù)和接地線線徑是否符合規(guī)范要求，SPD的狀態(tài)指示是否正常。

（4）信號(hào)系統(tǒng)

逐個(gè)檢測(cè)信號(hào)機(jī)房設(shè)備柜及機(jī)房接地排的接地方式及接地電阻是否合格。

（5）安全門系統(tǒng)設(shè)施

逐個(gè)檢測(cè)安全門機(jī)房設(shè)備柜及機(jī)房接地排的接地方式及接地電阻是否合格以及重要設(shè)備前端配電柜內(nèi)是否安裝SPD及安裝的SPD參數(shù)和接地線線徑是否符合規(guī)范要求，SPD的狀態(tài)指示是否正常。檢查安全門門體與軌道是否做等電位連接及安全門門體之間是否做等電位連接和等電位連接的過(guò)渡電阻是否合格。

（6）自動(dòng)售檢票系統(tǒng)設(shè)施

逐個(gè)檢測(cè)AFC機(jī)房設(shè)備柜及機(jī)房接地排的接地方式及接地電阻是否合格以及重要設(shè)備前端配電柜內(nèi)是否安裝SPD及安裝的SPD參數(shù)和接地線線徑是否符合規(guī)范要求，SPD的狀態(tài)指示是否正常，檢查現(xiàn)場(chǎng)閘機(jī)的連接路徑及接地電阻是否合格。

（7）其他需要進(jìn)行防雷檢測(cè)的設(shè)備設(shè)施。

3.3 區(qū)間

逐個(gè)檢測(cè)區(qū)間內(nèi)的接地扁鋼及其他設(shè)備設(shè)施的接地電阻是否符合要求。

4 防雷安全管理

（1）軌道交通系統(tǒng)的防雷安全應(yīng)從工程建設(shè)的源頭抓起。新建線（場(chǎng)、段、站）應(yīng)采取有效的防雷技術(shù)措施，防雷裝置的設(shè)置及防雷措施的運(yùn)用應(yīng)納入技術(shù)審查及監(jiān)管范圍，雷電防護(hù)工程與其他相關(guān)主體工程應(yīng)同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收。

（2）建立健全防雷裝置檢測(cè)制度。根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定，投入使用后的防雷裝置應(yīng)定期檢測(cè)，建（構(gòu)）筑物及電子系統(tǒng)防雷裝置應(yīng)每年檢測(cè)一次。防雷檢測(cè)應(yīng)在雷雨季節(jié)前完成。

（3）管理部門應(yīng)強(qiáng)化對(duì)防雷安全工作的管理。如建立雷電預(yù)警系統(tǒng)，健全雷電防護(hù)應(yīng)急預(yù)案，安排專人負(fù)責(zé)防雷裝置的日常維護(hù)，及時(shí)檢查防雷裝置的狀態(tài)，對(duì)存在的隱患及出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)排除。

5 結(jié)語(yǔ)

軌道交通系統(tǒng)的防雷安全應(yīng)從源頭抓起，強(qiáng)化直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)，完善信號(hào)、通信、控制及牽引電源系統(tǒng)的雷擊電磁脈沖防護(hù)及過(guò)電壓防護(hù)，采取綜合全面的防雷安全體系，注重運(yùn)營(yíng)后防雷安全工作的管理與落實(shí)，保證軌道交通系統(tǒng)的防雷安全運(yùn)行。

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（作者單位：溫州市氣象局）