鐵路信號設(shè)備防雷要點分析

嘎瑪旺扎

格爾木電務(wù)段那曲信號車間 西藏拉薩 850000

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)備中的信號機的防雷應(yīng)當(dāng)在各信號機的進(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械室內(nèi)送受電端加裝防雷保安器以實現(xiàn)對于鐵路信號設(shè)備中軌道電源的防雷保護(hù)。

1 雷電對鐵路信號設(shè)備的危害分析

(1)電磁感應(yīng)。雷電發(fā)生時，尤其是雷電在放電過程中或者在雷云中時，會形成一個強磁場系統(tǒng)，使得戶外的信號線和電力線在磁場環(huán)境中而出現(xiàn)感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會通過導(dǎo)線進(jìn)入線纜系統(tǒng)中，最終到達(dá)設(shè)備終端，影響設(shè)備的正常使用。(2)電磁脈沖影響當(dāng)鐵路信號設(shè)備或其周圍建筑物受到雷擊時，雷電的攻擊會使得在被擊中的區(qū)域出現(xiàn)較強的電磁脈沖，并沿?fù)糁形恢孟蛲廨椛?，此時鐵路信號設(shè)備會受到電磁脈沖的影響而產(chǎn)生過電流或者過電壓，造成設(shè)備正常運行受到干擾，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致電子信號系統(tǒng)的全面癱瘓。(3)沖擊波。若防雷設(shè)備沒有能夠及時在雷電發(fā)生時發(fā)揮保護(hù)的作用，將會造成雷電入侵信號設(shè)備內(nèi)部，雷電本身具有的高波幅值影響變壓器的次級繞組和初級繞組的載荷急劇升高而發(fā)生擊穿現(xiàn)象時，雷電將會進(jìn)一步入侵交流低壓電源，其產(chǎn)生的沖擊波干擾低壓側(cè)鐵路信號設(shè)備，造成設(shè)備故障。當(dāng)入侵變壓器的電壓幅度較低時，雷電沖擊波會經(jīng)過繞組間的分布電容耦合而入侵信號設(shè)備電源系統(tǒng)，導(dǎo)致設(shè)備損壞(4)雷電的危害。雷電對電子信號設(shè)備所造成的危害分為感應(yīng)雷擊和直接雷擊兩部分，在鐵路信號受到感應(yīng)雷擊時，電子設(shè)備系統(tǒng)中出現(xiàn)的過電流和過電壓會影響整個電子設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，信號傳遞受阻。直接雷擊時，具有超高電壓的雷電直接入侵鐵路信號設(shè)備，產(chǎn)生比感應(yīng)雷擊高得多的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，對設(shè)備的損害極大。相對來說，感應(yīng)雷擊發(fā)生的概率更高，因此在雷電防護(hù)上，主要以防護(hù)感應(yīng)雷擊為主，防護(hù)直接雷擊為輔。(5)鐵路信號設(shè)備的防雷特點。首先要注意信號設(shè)備的防雷要求，在雷電活動的發(fā)生區(qū)域，要裝好防雷的裝備，尤其在電源外線、暴露的電子設(shè)備等容易受到雷電損害的部分，需采取專業(yè)的防雷方案進(jìn)行預(yù)防。其次，要嚴(yán)格遵守設(shè)備信號雷電防護(hù)的相關(guān)原則，在確定的范圍之中，一般來說，防雷裝置能與其他防雷措施疊加，但并不干擾防護(hù)設(shè)備所有的過程，為了保證信號設(shè)備能在雷電環(huán)境之中正常運行，可以采取多級防護(hù)措施，保證設(shè)備每一個環(huán)節(jié)都得到了有效的保護(hù)，需要注意的是要保障元件配置的合理性。

2 預(yù)防雷擊損害的主要措施

2.1 制定綜合防雷計劃

防雷是一個復(fù)雜的過程，不僅需要較大的技術(shù)支撐，而且需要一定的人力物力以及財力支持。防雷首先需要做到有效實際的防雷規(guī)劃，根據(jù)各地鐵路系統(tǒng)所處氣候條件不同以及地理位置不同的特點，有針對性地制定防雷計劃，將重點放在雷電較為多發(fā)的季節(jié)。運用綜合原則制定防雷措施，主要目的是將雷電引起的過電流和過電壓及時導(dǎo)入地下，使得各個電阻之間的數(shù)值相對具有較大差值，以最大程度減少地面電流的反擊力，形成自然的電流差額。注意對工作人員的防護(hù)，在安裝防雷設(shè)備時，工作人員要穿戴完整的防護(hù)裝備，保證工作人員的生命安全。

2.2 綜合防雷電系統(tǒng)

對感應(yīng)雷擊產(chǎn)生的過電壓和過電流，可以通過以下幾個方面來解決。首先，用法拉第來保證鐵路信號機械室的雷電電磁信號控制效果，安裝法拉第籠時，需完成避雷帶、避雷網(wǎng)以及接電系統(tǒng)的鋪設(shè)，構(gòu)建系統(tǒng)的法拉第提高信號屏蔽效率，避免電磁感應(yīng)對設(shè)備正常運行的影響。其次，根據(jù)雷電中主要的地電位反擊問題，可以設(shè)計好鐵路信號機械室的等電位，避免遭受雷電打擊時多類接地系統(tǒng)的接地電阻不均衡而引起過大的地電位反擊。在實際操作中，需要加強對信號機械室中地網(wǎng)的設(shè)計和安裝，利用單獨接地系統(tǒng)，使得鐵路信號機械室的相關(guān)接地設(shè)備與整體接地系統(tǒng)區(qū)別開來，提高對鐵路信號機械室的保護(hù)。

2.3 加強防雷屏蔽設(shè)備的安裝

防雷屏蔽設(shè)備能有效避免信號設(shè)備受到直接雷擊，信號設(shè)備有很大的戶外設(shè)備比例，必須保證這些設(shè)備具有良好的電磁屏蔽能力以及防直接雷擊能力，才能保證設(shè)備在惡劣環(huán)境下的正常運轉(zhuǎn)。鐵路信號機械室中的繼電器室、控制臺和機房電源等的接地匯集線在進(jìn)行等電位連接過程中需要根據(jù)實際情況按照網(wǎng)格形、環(huán)形或者條形的方法進(jìn)行連接。機械室內(nèi)部各種組合架、電源走線架以及機柜等設(shè)備需要安裝有效的絕緣裝置，減少其與地面以及墻體的接觸，并且在室內(nèi)對機械設(shè)備做好防雷接地工作，防止雷電發(fā)生時電荷無法及時導(dǎo)出而給機械設(shè)備帶來的損傷，減少地電位差值。鐵路信號設(shè)備需要安裝專門的防雷保安器，設(shè)置各級電源防雷箱，保證鐵路信號設(shè)備的電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3 結(jié)語

為了保證鐵路運輸?shù)钠椒€(wěn)運行，必須采用有效的防雷電措施避免雷電氣候?qū)﹁F路信號設(shè)備的干擾。通過介紹雷電的主要危害形式，提出相應(yīng)的鐵路信號設(shè)備防雷要點和防雷措施，建立發(fā)達(dá)的防雷系統(tǒng)，及時有效應(yīng)對雷電帶來的影響，保證鐵路信號系統(tǒng)可以在較為惡劣的自然環(huán)境下正常工作。