關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備的雷害及防雷措施

李雙河

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 湖北省武漢市 430073）

鐵路工程是一項(xiàng)重要的民生工程項(xiàng)目，歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期的發(fā)展，涌現(xiàn)了大量的先進(jìn)技術(shù)，在新時(shí)代背景之下，針對(duì)鐵路運(yùn)行效率與安全性能方面提出了更高的要求，鐵路信號(hào)設(shè)備的自然災(zāi)害應(yīng)對(duì)能力也需要大力提升。通過(guò)提升鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷性能，可以減小雷害對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的影響，保證鐵路的安全運(yùn)行。因此，本文重點(diǎn)探討鐵路信號(hào)設(shè)備常見雷害與防護(hù)措施。

1 鐵路信號(hào)設(shè)備雷害產(chǎn)生原因分析

（1）設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)不完善。在對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)榉览自O(shè)施配置不合理，電纜通道防雷性能較差，會(huì)降低鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷水平。

（2）設(shè)備內(nèi)部的防雷元件靈敏度較差。在鐵路信號(hào)設(shè)備防雷系統(tǒng)當(dāng)中，微電子設(shè)備對(duì)電壓變化較為敏感，所以，在設(shè)置防雷元件時(shí)，相關(guān)人員盡可能選擇靈敏度較高的微電子設(shè)備。但是，結(jié)合大量的鐵路信號(hào)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀得知，由于防雷元件反應(yīng)速率大于微電子信號(hào)設(shè)備敏感度，使得鐵路信號(hào)設(shè)備內(nèi)部的防雷系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，防雷系統(tǒng)的重要作用無(wú)法得到充分發(fā)揮。

（3）鐵路工程施工期間對(duì)防雷問(wèn)題缺乏重視。一般情況下，鐵路工程項(xiàng)目施工布線期間，因?yàn)槭┕挝粵](méi)有綜合考慮防雷問(wèn)題，降低了工程布線施工的合理性，使得鐵路信號(hào)設(shè)備在后續(xù)的運(yùn)行期間出現(xiàn)較多故障[1]。

2 提升鐵路信號(hào)設(shè)備防雷水平的有效措施

2.1 明確鐵路信號(hào)設(shè)備雷害類型

2.1.1 感應(yīng)雷

當(dāng)天空當(dāng)中的雷云相互交錯(cuò)放電，亦或是雷云與大地間出現(xiàn)放電現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生較大的電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)會(huì)侵入到四周的埋地電力線與戶外傳輸信號(hào)路線當(dāng)中，對(duì)終端與串聯(lián)在路線當(dāng)中的電子設(shè)備產(chǎn)生較大影響。

2.1.2 雷電涌浪

最近幾年來(lái)，雷電涌浪現(xiàn)象越來(lái)越多，此種雷害方式的產(chǎn)生原因是微電子設(shè)備的大量使用引起的，而且其帶來(lái)的危害越來(lái)越大，已經(jīng)引起相關(guān)部門的重視，出臺(tái)了大量的防護(hù)措施。對(duì)于大部分的電子設(shè)備來(lái)講，其出現(xiàn)雷害現(xiàn)象的主要原因并非是雷擊引起的，在出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流浪涌主要發(fā)生于電源與通訊線路當(dāng)中。

2.1.3 直擊雷

一般來(lái)說(shuō)，直擊雷發(fā)生在雷暴范圍，雷害方式比較直接，可以直接作用于鐵路信號(hào)傳輸線路與鋼軌當(dāng)中，引發(fā)對(duì)地放電現(xiàn)象。因?yàn)橹苯永讚衄F(xiàn)象較為罕見，而且發(fā)生概率比較小，但是，如果出現(xiàn)直接雷擊現(xiàn)象，對(duì)微電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害[2]。

2.2 鐵路信號(hào)設(shè)備的外部防雷對(duì)策

2.2.1 科學(xué)埋設(shè)網(wǎng)狀接地

為了保證鐵路信號(hào)設(shè)備防雷性能得到更好提升，相關(guān)人員可以在信號(hào)樓的四周科學(xué)埋設(shè)網(wǎng)狀接地，網(wǎng)狀接地電阻不能夠超過(guò)1.0Ω，將較多的電流直接輸入到大地。要想避免雷電所產(chǎn)生的過(guò)電壓危害設(shè)備，當(dāng)雷電輸入大地時(shí)，需要采取良好的分流措施，將雷電流進(jìn)行分流處理。

此外，電位差會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生較大危害，要想避免此種危害現(xiàn)象的出現(xiàn)，要求相關(guān)保持建筑物各點(diǎn)點(diǎn)位的均衡性。如果出現(xiàn)雷擊建筑物現(xiàn)象，接地點(diǎn)電位會(huì)損害各項(xiàng)鐵路信號(hào)設(shè)備，所以，相關(guān)人員要嚴(yán)格檢查建筑物接地狀況，避免出現(xiàn)雷害現(xiàn)象。

2.2.2 設(shè)置屏蔽接地棚

屏蔽接地棚，又常被人們稱作法拉第籠，通常設(shè)置在鐵路信號(hào)設(shè)備的頂部與周圍，利用導(dǎo)電性較好的鍍鋅銅條，將接地網(wǎng)進(jìn)行有效的連接。信號(hào)樓的內(nèi)部包含了大量的小功率電氣設(shè)備，包括電壓較低的電子邏輯系統(tǒng)與遙控系統(tǒng)，為了保證這些設(shè)備的安全運(yùn)行，減小雷擊對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的損害，在條件允許的基礎(chǔ)上，可以有效設(shè)置屏蔽網(wǎng)。結(jié)合有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)能夠知道，該網(wǎng)格的規(guī)格不能夠超過(guò)3.0m×3.0m，網(wǎng)格需要全部壓環(huán)處理，并采用避雷帶進(jìn)行等電位的連接。通過(guò)采用上述防雷害措施，可以保證雷電流能夠有效的引入到大地，雷電流可以得到更好分流，減小局部電壓對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的雷擊危害[3]。

2.3 鐵路信號(hào)設(shè)備的內(nèi)部防雷對(duì)策

（1）采取等電位連接模式。為了更好的提升鐵路信號(hào)設(shè)備等電位連接水平，室內(nèi)設(shè)備的金屬管線與窗柵，包括地線均需要與地柵保持緊密聯(lián)系，采用不規(guī)則法拉第籠操作方法，可以起到良好的屏蔽作用。當(dāng)出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象時(shí)，引下線與接地體能夠?qū)⒗纂娏饔行?、安全的引入到大地，接地體四周也會(huì)出現(xiàn)放射性點(diǎn)位，當(dāng)其他的電子設(shè)備靠近，會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)伏入侵電壓。等電位連接的核心目標(biāo)是將此電位差有效消除，利用過(guò)壓保護(hù)器，將信號(hào)線與接地線進(jìn)行等電位連接[4]。

（2）將過(guò)電流保護(hù)器件有效串接。鐵路信號(hào)設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)產(chǎn)生浪涌電壓，會(huì)引發(fā)過(guò)電流現(xiàn)象，為了防止過(guò)電流危害微電子設(shè)備，相關(guān)人員務(wù)必在信號(hào)入口位置，安裝過(guò)電流保護(hù)設(shè)備。無(wú)線電高壓與電磁干擾是影響鐵路信號(hào)正常運(yùn)行的核心因素，再加上鐵路信號(hào)設(shè)備自身因素，大部分纜線鋪設(shè)于戶外，受到的雷電干擾特別大，所以，做好相應(yīng)的設(shè)備防護(hù)工作特別重要。

通過(guò)采取等電位連接模式，并將過(guò)電流保護(hù)器件進(jìn)行有效串接，可以延長(zhǎng)鐵路信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，提高鐵路信號(hào)設(shè)備的安全性。

2.4 防雷注意事項(xiàng)

（1）重點(diǎn)檢查隱蔽工程的質(zhì)量。施工單位要重視隱蔽工程施工質(zhì)量，監(jiān)理單位需要加強(qiáng)監(jiān)管力度，如果發(fā)現(xiàn)某部位的地網(wǎng)斷開，容易出現(xiàn)等電位失效現(xiàn)象，因此，地網(wǎng)之中的各個(gè)連接部位需要采取焊接方式，并做好一系列的防腐工作。在我國(guó)北方地區(qū)，施工單位需要安裝地線測(cè)試極，保證在溫度較低的條件下，地網(wǎng)接地電阻可以穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）各級(jí)防雷器參數(shù)要滿足規(guī)定要求。防雷器通流量在分區(qū)分級(jí)配置環(huán)節(jié)，如果發(fā)生不匹配現(xiàn)象，當(dāng)雷電流侵入期間，后一級(jí)的短斷路器會(huì)將前一級(jí)短路基扣掉，系統(tǒng)容易出現(xiàn)大面積停電現(xiàn)象，相關(guān)人員需要進(jìn)行科學(xué)的配置。

（3）組合架的穩(wěn)定連接。機(jī)械室內(nèi)部的同一排組合架等電位連接采取多股銅導(dǎo)線連接，此種連接方式存在缺陷，當(dāng)某個(gè)組合架連接點(diǎn)出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，組合架會(huì)出現(xiàn)等電位連接不當(dāng)現(xiàn)象。所以，相關(guān)人員可以采取和同一排組合架長(zhǎng)度相等的紫銅排與組合架進(jìn)行并聯(lián)，可以保證此問(wèn)題得到有效解決[5]。

（4）既有機(jī)房防雷貼面柜施工要點(diǎn)。在原有機(jī)房防雷貼面柜施工環(huán)節(jié)，要提升配電施工的安全性，引線需要安裝在分線盤前部端子之上，既有的螺絲背帽保持不動(dòng)，然后再安裝螺絲帽，減少端子拆卸所帶來(lái)的安全隱患。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)提升鐵路信號(hào)設(shè)備防雷水平的有效措施進(jìn)行全方位的分析，例如明確鐵路信號(hào)設(shè)備雷害類型、科學(xué)埋設(shè)網(wǎng)狀接地、設(shè)置屏蔽接地棚、設(shè)置屏蔽接地棚、采取等電位連接模式、將過(guò)電流保護(hù)器件有效串接等等，可以顯著提高鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷性能，減小外界雷擊對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響。