淺析鐵路綜合雷電防護(hù)系統(tǒng)之一“接地系統(tǒng)”

龐軍 肅寧分公司靈壽電務(wù)工隊(duì)

概述

鐵路線路上每隔一段距離（約10KM 左右）就設(shè)有一個(gè)車站，車站把線路分隔成若干長度不等的區(qū)段，每一區(qū)段稱為區(qū)間，區(qū)間和車站組合就構(gòu)成了廣為分布的鐵路網(wǎng)。為保證行車安，沿鐵路線路設(shè)有各種信號(hào)設(shè)備，道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備，在車站設(shè)有區(qū)間閉塞裝置、車站聯(lián)鎖裝置、行車調(diào)度控制裝置、調(diào)車裝置等。這些設(shè)備與裝置也是鐵路運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，他們統(tǒng)稱為鐵路信號(hào)設(shè)備或信號(hào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著鐵路線路上各種行車設(shè)備狀態(tài)的信息傳輸和調(diào)度指令控制作用。

然而鐵路信號(hào)設(shè)備大部分都露天安裝，且直接與鋼軌相連。在這樣較為惡劣的工作環(huán)境中，因而鐵路信號(hào)系統(tǒng)常會(huì)受到外界的電磁場干擾，尤其是在雷暴天氣下，雷電甚至?xí)λ麄冊斐善茐摹ｈb于防護(hù)工作的復(fù)雜性、嚴(yán)峻性、重要性，故必須實(shí)事求是的結(jié)合各個(gè)不同現(xiàn)場的實(shí)際情況，因地制宜的進(jìn)行綜合雷電防護(hù)的設(shè)計(jì)、施工，以確保國家和人民生命、財(cái)產(chǎn)的安全。

1、綜合雷電防護(hù)概述

雷電防護(hù)系統(tǒng)（LPS）

LPS 主要是外部LPS，為了減少泄放雷電流對設(shè)備影響，最好獨(dú)立安裝外部LPS，如條件不允許，也要使LPS 的主導(dǎo)體（接閃器、引下線）與精密設(shè)備單元的接地系統(tǒng)分離或絕緣。

LEMP 防護(hù)系統(tǒng)

LEMP 是雷擊電磁脈沖的英文縮寫。之所以會(huì)產(chǎn)生雷擊電磁脈沖的原因是由于電擊電流脈沖和雷電同時(shí)進(jìn)行了傳播。曾對于雷擊電磁脈沖的防護(hù)是最近幾年以來，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而被人們所重視。在針對于鐵路進(jìn)行的綜合雷電防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，雷擊電磁脈沖進(jìn)行防護(hù)是非常必要的。

2、接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)是鐵路綜合雷電防護(hù)的基礎(chǔ)，感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷及各種操作過電壓、過電流、靜電最終都要通過地網(wǎng)泄放。本文結(jié)合鐵路實(shí)際運(yùn)行工作的一些經(jīng)驗(yàn)，旨在說明鐵路綜合防雷系統(tǒng)中的接地系統(tǒng)的一些情況。

設(shè)置綜合環(huán)型地網(wǎng)（接地裝置）

在進(jìn)行鐵路中和雷電防護(hù)系統(tǒng)的接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之時(shí)，一般來說是將信號(hào)樓的地網(wǎng)和其他建筑的接地相互連接，然后形成一個(gè)共用的接地系統(tǒng)。同時(shí)，這個(gè)由信號(hào)樓和其他建筑接地體共同連接而成的接地裝置，它們的總電阻不能超過1 歐姆。如果需要在附近增加新的建筑，那么在進(jìn)行新建筑的建設(shè)過程當(dāng)中，首先需要做的應(yīng)該是將建筑的鋼筋焊接成自然接地裝置。需要注意的是。這個(gè)自然接地裝置的網(wǎng)格寬度必須在三米以下。同時(shí)在進(jìn)行中和環(huán)形地網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，需要將機(jī)房建筑的四周設(shè)置相應(yīng)的滑行地網(wǎng)，也就是我們所說的人工接地裝置。在對人工接地裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，需要注意的是人工接地裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)該有水平和垂直兩個(gè)方向的不同地體構(gòu)成。

設(shè)置局部貫通地線

由于室外受條件限制只能設(shè)置簡易地網(wǎng)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求室外信號(hào)設(shè)備接地電阻值可在10 ～20Ω 之間，而機(jī)房建筑物的環(huán)型地網(wǎng)接地電阻值為小于1Ω，這樣室外設(shè)備感應(yīng)的大部分過電壓和過電流就會(huì)通過電纜傳導(dǎo)至室內(nèi)，從而極易損壞相關(guān)設(shè)備。為了解決上述問題，采用設(shè)置局部貫通地線的方法，將室內(nèi)外地網(wǎng)用貫通地線連接，使室內(nèi)、外設(shè)備的接地電阻相同，地電位相等，形成整個(gè)系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)共地。這將大幅減少通過電纜傳導(dǎo)至室內(nèi)設(shè)備的過電壓和過電流，提高系統(tǒng)設(shè)備抗干擾能力，減少雷擊故障。從近年在站點(diǎn)實(shí)施的情況看，此方法取得了很好的防護(hù)效果。

機(jī)房設(shè)備接地匯集線及等電位連接

（1）在進(jìn)行接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，對于機(jī)房中的設(shè)備，也需要進(jìn)行相應(yīng)的防電保護(hù)。主要的做法是將機(jī)房內(nèi)部的設(shè)備都接入到接地匯集線當(dāng)中。需要注意的是我們所使用的接地匯集線，采用的一定要是紫銅排。并且這些自從派可以相互連接，在有需要的時(shí)候可以將這些紫銅牌構(gòu)成相應(yīng)的閉合回路。

在進(jìn)行分享盤的連接過程當(dāng)中，也需要進(jìn)行相應(yīng)的雷電防護(hù)。具體的做法是將分線盤的外殼進(jìn)行接地處理。一般的做法是將其連接到接地匯集線上?；蛘咴龠M(jìn)行防護(hù)的過程當(dāng)中，也可以直接加分線盤的外殼跟其他設(shè)備一些接地線同時(shí)連接，以達(dá)到進(jìn)行接地的目的。

在進(jìn)行接地匯集線連接的過程當(dāng)中，需要對接地匯集線的外形進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。一般來說，接地匯集線都是由銅管組成的，具體的設(shè)計(jì)方法是讓這些銅管進(jìn)行排列。需要注意的是在銅牌接相互連接的部分，長度不能超過60 毫米。

另外，再進(jìn)行接地匯集線的設(shè)置的時(shí)候，需要將接地，匯集線步入到地網(wǎng)當(dāng)中，再將基地會(huì)進(jìn)行補(bǔ)錄到地網(wǎng)當(dāng)中的時(shí)候，需要注意到的是。必須確保接地匯集線相互之間的間距要在五米以上。

一般來說，接地匯集線的布置，需要跟地面之間保持一定的垂直距離。為了能夠達(dá)到設(shè)備接地線進(jìn)行接地的目的，一般來說，我們需要將這個(gè)垂直距離控制在2 到3 分米之間。同時(shí)在接地匯集線的布置的時(shí)候，需要使用絕緣體跟墻壁進(jìn)行絕緣。

對于一些本身就帶有防靜電地板的建筑來說，也同樣需要進(jìn)行相應(yīng)的接地匯集線的安置，避免房間出現(xiàn)有可能的觸電事故。對于這種房間，在進(jìn)行接地匯集線的安置過程當(dāng)中，需要注意的要爛接地匯集線與防靜電地板有著一定的距離，一般來說，這個(gè)距離要保持在三到五厘米。同時(shí)接地匯集線也需要盡可能的接近設(shè)備，以方面對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)也可以讓接線顯得更為的簡潔。需要注意的是，對于房間內(nèi)部一些含有金屬或者金屬接地的設(shè)備，這些設(shè)備都需要跟墻體進(jìn)行絕緣。并且這些金屬的外殼，也需要跟房間內(nèi)所設(shè)置的總結(jié)地，匯集線進(jìn)行相互連接。

（2）室內(nèi)金屬機(jī)架、柜的連接。為了能夠有效地保證鐵路周邊的建筑做到極為安全的防護(hù)措施。對于室內(nèi)放置的一些金屬架或者其他具有金屬外殼的設(shè)備，也需要對其進(jìn)行接地連接，避免出現(xiàn)有可能的觸電事故。對于一些面積較大的建筑來說，為了能夠確保機(jī)房能夠做到完全的安全，我們可以對在機(jī)房內(nèi)部設(shè)置一個(gè)總接地匯集線。然后將機(jī)房單中的一些其他設(shè)備、或者一些其他的接地線匯集到一起與機(jī)房的總結(jié)地匯集線相互連接，以達(dá)到對房間進(jìn)行決定的目的。

機(jī)房面積較大時(shí)，可以設(shè)置與地網(wǎng)單點(diǎn)冗余連接的總接地匯集線。控制臺(tái)室、繼電器室、計(jì)算機(jī)房的接地匯集線可分別與總接地匯接線單點(diǎn)連接,也可相互連接后與總接地匯接線單點(diǎn)連接。

機(jī)房分布在幾個(gè)樓層時(shí)，各樓層可設(shè)置總接地匯集線，總接地匯集線間應(yīng)采用50mm2 有絕緣外護(hù)套的銅線焊接或加線鼻栓接；如總接地匯集線的引出位置間隔較遠(yuǎn)，則分別用引出線直接引入地網(wǎng)。

接地匯集線與其他接地匯集線在環(huán)形接地裝置上的連接點(diǎn)之間距離宜大于5m。避雷帶的引下線在環(huán)形接地裝置上的連接點(diǎn)，與接地匯集線在環(huán)形接地裝置上的連接點(diǎn)間距應(yīng)大于5m。

室內(nèi)走線架、組合架、電源屏、控制臺(tái)、機(jī)架、機(jī)柜等與接地匯集線，控制臺(tái)室、繼電器室、計(jì)算機(jī)房的接地匯集線與總接地匯接線，各樓層總接地匯集線之間，電源室防雷箱與接地匯集線之間，防雷柜與分線盤處接地匯集線之間，自來水管、暖氣管道等金屬物體都與環(huán)形接地裝置之間，用毫歐表進(jìn)行測試，電阻應(yīng)小于0.1Ω。

3、結(jié)束語

本文通過對鐵路接地系統(tǒng)的不同概念和情況的描述，從而利于在建設(shè)過程中對施工質(zhì)量的檢查和監(jiān)督。