張 宇

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司通信信號(hào)設(shè)計(jì)研究處,武漢 430063)

1 概述

隨著我國(guó)鐵路信號(hào)技術(shù)的不斷發(fā)展和鐵路高速化、信息化、智能化建設(shè)的需要,列車對(duì)信號(hào)設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性提出了更高的要求,信號(hào)設(shè)備的防雷問題變得越來(lái)越重要。近年鐵道部先后頒布了鐵運(yùn)(2006)26號(hào)文件《鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見》[1]、運(yùn)基信號(hào)[2007]535號(hào)文件《鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)舉例設(shè)計(jì)》[2]等技術(shù)規(guī)范,但由于綜合防雷涉及的專業(yè)多,綜合站房式樣多,站臺(tái)構(gòu)筑的多樣性等因素,這些規(guī)范執(zhí)行仍然存在一些具體的問題,如何結(jié)合鄭州東站的具體情況,把規(guī)范的要求貫徹到工程設(shè)計(jì)中,并同站房、站臺(tái)很好地結(jié)合是一個(gè)難點(diǎn)。本文僅針對(duì)石武客運(yùn)專線上的鄭州東站部分特殊的防雷實(shí)施方案,以相關(guān)的鐵路信號(hào)防雷規(guī)范為依據(jù),提出一些切實(shí)可行的方案。

2 鄭州東站簡(jiǎn)介

鄭州東站位于石武客運(yùn)專線鄭州樞紐內(nèi),分為京廣場(chǎng)和徐蘭場(chǎng),屬于樞紐大站,共有道岔118組,股道32個(gè),站臺(tái)長(zhǎng)450m,股道架空558m,具體見圖1。

3 綜合接地系統(tǒng)方案

3.1 貫通地線及橫向連接

鄭州東站站內(nèi)貫通地線走向見圖2。

圖1 鄭州東站平面布置

圖2 鄭州東站站內(nèi)貫通地線

貫通地線采用70mm2的鉛包多股銅絞線,并滿足貫通地線上任意一點(diǎn)接地電阻≤1Ω的要求。鄭州東站進(jìn)站內(nèi)路基地段貫通地線埋設(shè)于信號(hào)干線電纜槽下,分支引接線的設(shè)置以接觸網(wǎng)支柱為間隔設(shè)置,暫按每隔50m向信號(hào)電纜槽引一接線。橋梁地段貫通地線敷設(shè)于通信信號(hào)電纜槽內(nèi),并采取砂防護(hù)措施,當(dāng)貫通地線的接地電阻＞1Ω時(shí),可另設(shè)附加接地極。站臺(tái)兩端分別將上下行貫通地線橫向連接1次,連接線采用與貫通地線相同材質(zhì)[3～4]。

3.2 橋梁綜合接地

鄭州東站橋結(jié)構(gòu)采用雙向框架橋。

3.2.1 梁體綜合接地

在梁體上表面(或保護(hù)層)設(shè)縱向接地鋼筋,縱向接地鋼筋設(shè)于防護(hù)墻下部及上、下行無(wú)砟軌道板間的1/3和2/3處,并縱向貫通整片梁。每片梁兩端各預(yù)留2個(gè)接地端子,梁之間接地端子用分支引接線相互連接,橋兩端的接地端子用與貫通地線同材質(zhì)的分支引接線相連,最后與貫通地線連接。如圖3所示。

3.2.2 橋墩綜合接地

圖3 梁體綜合接地布置

每個(gè)橋墩內(nèi)部的接地鋼筋要與梁體內(nèi)的接地鋼筋可靠連接,如圖4所示。每個(gè)橋墩下部預(yù)留2～3個(gè)接地端子,與橋下的鋼筋網(wǎng)可靠連接,并與綜合站房的等電位網(wǎng)也要連接。具體連接方式由各專業(yè)協(xié)商解決。

圖4 橋墩綜合接地布置

3.3 站臺(tái)綜合接地

站臺(tái)墻的臺(tái)面上層靠線路側(cè)60cm范圍內(nèi)的所有縱向結(jié)構(gòu)鋼筋均須接地,站臺(tái)墻臺(tái)面上層的縱向接地鋼筋與站臺(tái)墻內(nèi)的部分橫向、豎向結(jié)構(gòu)鋼筋及接地端子連接構(gòu)成站臺(tái)墻接地裝置,并以每片梁長(zhǎng)為單位,在站臺(tái)內(nèi)部其接地鋼筋與橋梁接地鋼筋可靠焊接2處。站臺(tái)通過橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋達(dá)到與貫通地線連接的目的。站臺(tái)上每隔100m預(yù)留1處接地端子。站臺(tái)兩端預(yù)留2處接地端子。站臺(tái)墻內(nèi)的接地鋼筋應(yīng)充分利用站臺(tái)墻非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋。接地鋼筋之間要求可靠焊接。中間站臺(tái)兩側(cè)站臺(tái)墻的接地裝置通過接地連接線與相鄰站臺(tái)的站臺(tái)墻接地裝置在站臺(tái)兩端實(shí)現(xiàn)等電位連接[5]。

4 信號(hào)房屋綜合防雷方案

根據(jù)目前中南院站房設(shè)計(jì)方案,信號(hào)設(shè)備用房位于鄭州東站綜合樓的出站層,下方為進(jìn)站層,上方為站臺(tái)層(與股道平齊),在綜合站房具體位置見圖1?？拷C合站房邊緣,京廣場(chǎng)和徐蘭場(chǎng)共用信號(hào)電源及繼電器室。鄭武線和徐蘭線綜合值班室分開設(shè)置,預(yù)留徐蘭客運(yùn)專線RBC機(jī)房。信號(hào)用房布置見圖5。

圖5 信號(hào)用房平面布置(單位:mm)

信號(hào)房屋綜合防雷防護(hù)范圍為信號(hào)計(jì)算機(jī)室、信號(hào)電源及繼電器室、綜合值班室、電纜引入室。由于綜合站房的防雷要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到鐵路信號(hào)房屋防雷要求,故信號(hào)房屋的防雷需做特殊處理。內(nèi)容包括屋面的避雷網(wǎng)和引下線、綜合地網(wǎng)以及各室內(nèi)的等電位連接,室內(nèi)設(shè)備防雷匯集線、等電位匯集線的安裝,信號(hào)電源防雷、分線盤防雷匯集線安裝,各匯集線引出接地,微機(jī)室法拉第籠屏蔽。信號(hào)綜合防雷示意如圖6所示。

圖6 信號(hào)用房綜合防雷示意

4.1 避雷網(wǎng)

避雷網(wǎng)采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼,在綜合樓頂層屋面焊接成不大于3m×3m的網(wǎng)格,覆蓋信號(hào)屋面。避雷網(wǎng)覆蓋范圍應(yīng)擴(kuò)展6m。平屋頂?shù)谋芾拙W(wǎng)應(yīng)位于屋面或隔熱層上方,架空50～100mm,防止積水腐蝕避雷網(wǎng)。

4.2 避雷帶

避雷帶沿信號(hào)房屋女兒墻環(huán)繞設(shè)置,坡屋面的屋脊和突出部分也要設(shè)置。

4.3 引下線

靠近信號(hào)用房設(shè)置引下線4～6根,按四角及長(zhǎng)邊中間基本均勻分布,引下線與地網(wǎng)連接處必須設(shè)置垂直接地極。根據(jù)綜合站房裝修特點(diǎn),引下線暗敷在外墻裝飾面層與墻體空隙內(nèi),穿PVC管防護(hù)。上端與避雷帶焊接,下端與綜合接地網(wǎng)焊接。

4.4 綜合接地網(wǎng)

綜合接地網(wǎng)由水平接地極和垂直接地極構(gòu)成。綜合接地網(wǎng)環(huán)繞信號(hào)房屋成閉合環(huán)形,距墻1.5～2m。如條件限制,綜合接地網(wǎng)也可做成“U”形開口或“L”形、直線形。并保證與貫通地線有3～4處連接。

4.5 接地匯集線

匯集線有等電位匯集線、設(shè)備防雷匯集線、電源防雷匯集線、分線盤防雷匯集線。

4.6 機(jī)房屏蔽(法拉第籠)

由于綜合樓內(nèi)采用框架結(jié)構(gòu),在電源及繼電器室、計(jì)算機(jī)房、RBC機(jī)房四面墻及屋頂,應(yīng)在混凝土墻內(nèi)用不小于φ8mm的鋼筋焊成不大于0.6m×0.6m的網(wǎng)格作法拉第屏蔽籠[6～8]。

4.7 室內(nèi)走線注意事項(xiàng)

(1)外電源線,配電箱位置盡量靠近電源屏,由于電力線電磁干擾比較嚴(yán)重,需要離其他信號(hào)設(shè)備保持一定安全距離。

(2)室外電纜線:屬于臟線,電纜引入口盡量靠近防雷分線柜。

(3)如果接口架至計(jì)算機(jī)房屏蔽線與電源線有交叉,盡量一個(gè)采用下走線方式,一個(gè)采用上走線方式,如果無(wú)法實(shí)施,在交叉部分范圍1m左右,電源線要用鐵皮槽罩住,屏蔽線要穿鋼管防護(hù),并且鐵皮槽與鋼管要分別接地[9～10]。

5 結(jié)語(yǔ)

石武客運(yùn)專線上的鄭州東站位于鄭州樞紐,規(guī)模大,站型復(fù)雜,目前已經(jīng)在施工階段,由于通用圖并不完善,信號(hào)綜合防雷和綜合接地?zé)o法完全參照通用圖執(zhí)行。在對(duì)鐵路信號(hào)防雷規(guī)范以及其他線路工程實(shí)踐分析總結(jié)后,就鄭州東信號(hào)綜合防雷和綜合接地實(shí)施方案進(jìn)行了深入研究,提出了安全、經(jīng)濟(jì)、可行的防雷方案,對(duì)高速鐵路上的高架車站的綜合防雷設(shè)計(jì)具有重要的工程參考意義。

[1] 鐵運(yùn)(2006)26號(hào),鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見[S].

[2] 運(yùn)基信號(hào)[2007]535號(hào),鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)舉例設(shè)計(jì)[S].

[3] 鐵集成[2006]220號(hào),客運(yùn)專線綜合接地技術(shù)實(shí)施辦法(暫行)[S].

[4] 工管[2006]18號(hào),客運(yùn)專線綜合接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(暫行)[S].

[5] 通號(hào)(2009)9301,鐵路工程建設(shè)通用參考圖鐵路綜合接地系統(tǒng)[S].

[6] 運(yùn)基信號(hào)(2008)362號(hào),關(guān)于對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充規(guī)定的通知[S].

[7] 鑒信[2007]96號(hào),關(guān)于印發(fā)《鐵路防雷、接地工程設(shè)計(jì)專業(yè)分工及文件編制研討會(huì)議紀(jì)要》的通知[S].

[8] 鐵建設(shè)[2007]39號(hào),鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術(shù)暫行規(guī)定[S].

[9] TB10007—2006,鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[10] TB10621—2009G971—2009,高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S].