陳世然（四川省地方鐵路局鐵路工程勘察設(shè)計(jì)所，成都 610031）

鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷電綜合措施分析

陳世然
（四川省地方鐵路局鐵路工程勘察設(shè)計(jì)所，成都 610031）

如今的鐵路信號(hào)指標(biāo)上運(yùn)用著各種大規(guī)模的信號(hào)設(shè)備，特別是集成電路的運(yùn)用，更是十分廣泛，其中各種不同的信息設(shè)備相互交織在一起，而且十分復(fù)雜多端，因此對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷電危害措施也應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。本文就雷電會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的危害做了簡要分析，并闡述了防雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的必要性，并給出了相應(yīng)的防雷電綜合措施，希望能為提升鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩c可靠獻(xiàn)出自己的一份綿薄之力。

鐵路；信號(hào)設(shè)備；防雷電；綜合措施

前言

雷電會(huì)極大的影響到人們的生活以及生命財(cái)產(chǎn)安全，特別是在鐵路運(yùn)輸中，由于鐵路上有著很多大規(guī)模的集成電路以及各種低耐壓器件等設(shè)備，雷電給鐵路運(yùn)輸帶來的危害不言而喻，做好鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷電工作是保障鐵路運(yùn)輸安全必不可少的關(guān)鍵成分之一。因此，相關(guān)部門更應(yīng)加強(qiáng)和重視對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電防護(hù)，降低雷電可能帶來的危害，確保人們的安全出行以及鐵路運(yùn)輸?shù)臅惩o阻。

一、給鐵路信號(hào)設(shè)備帶來的主要雷電危害。

雷電可能會(huì)給鐵路信號(hào)設(shè)備帶來的危害多種多樣，主要可分為這幾種類型。

（一）直擊雷帶來的危害。直擊雷主要是通過帶電的云層直接給地面某一點(diǎn)進(jìn)行放點(diǎn)，在鐵路系統(tǒng)上則會(huì)直接給相關(guān)信號(hào)設(shè)備帶來危害，就比如鋼軌或是信號(hào)傳輸線路等等（2）。在實(shí)際中，鐵路信號(hào)設(shè)備會(huì)遭受到雷電的擊中概率比較小，但是在制作這些設(shè)備時(shí)，里面放入了很多微電子設(shè)備，而這些微電子設(shè)備并沒有很強(qiáng)的雷電抵御能力，一旦天氣變得惡劣，且直擊雷持續(xù)不斷的出現(xiàn)時(shí)，就很容易損壞掉這些設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件，相關(guān)信號(hào)設(shè)備便有可能因此面臨癱瘓的現(xiàn)象，這在很大程度上阻礙了鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)斐扇藛T傷亡現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）感應(yīng)雷帶來的危害。感應(yīng)雷主要是指云層以及帶電云層間的放電，感應(yīng)雷并非直接對(duì)地面放點(diǎn)，而是通過在電源、相關(guān)數(shù)據(jù)線等這些相關(guān)設(shè)備上產(chǎn)生感應(yīng)過壓電，形成電子感應(yīng)，從而造成危害的發(fā)生。它會(huì)從埋存在地下的電力線纜、或是傳輸信號(hào)線路入侵到信號(hào)設(shè)備中，這樣線路終端電子設(shè)備便會(huì)受到損壞。

（三）雷電浪涌帶來的危害。雷電浪涌一定程度上會(huì)干擾到鐵路信號(hào)設(shè)備里的微電子設(shè)備，進(jìn)而影響到正常的通訊。在我國目前的鐵路信號(hào)設(shè)備中，最為常見的雷擊形式之一便是雷電浪涌。

（四）雷電沖擊波帶來的危害。雷電沖擊波本身自帶的電壓很高，信號(hào)設(shè)備難以承受這么高的電壓，諸如高壓線、變壓器以及供電系統(tǒng)等這些信號(hào)設(shè)備在受到雷電沖擊波的入侵后便會(huì)受到損壞。

二、鐵路信號(hào)設(shè)備中防雷電的重要性

我國目前的鐵路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展勢頭可謂相當(dāng)迅猛，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜高深，里面的信號(hào)設(shè)備也越來越精密，這就要求鐵路信號(hào)設(shè)備的質(zhì)量以及防雷電措施必須得更進(jìn)一步加強(qiáng)與提高，不然很容易發(fā)生鐵路信號(hào)事故。就現(xiàn)今看來，鐵路信號(hào)設(shè)備很容易受到天氣或是其他因素的影響，尤其是雷電天氣，其帶來的危害更是難以彌補(bǔ)。就比如，在2011年7月23日一趟北京至福州的D301次列車在行駛到溫州市雙嶼路段時(shí)，不慎與杭州開往福州的D3115次列車發(fā)生追尾事件，造成D301次列車4節(jié)車廂掉落高架橋。追尾事故發(fā)生后各方迅速展開救援并已初步查明，主要原因便是“動(dòng)車遭雷擊導(dǎo)致失去動(dòng)力追尾”。有相關(guān)方面的調(diào)查顯示，在每10次雷擊事故中，就有3次是因雷電損壞掉鐵路信號(hào)設(shè)備而致使事故發(fā)生（3）。因此，在鐵路信號(hào)設(shè)備中，加強(qiáng)防雷措施和手段至關(guān)重要，而且也具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、雷電綜合防護(hù)措施分析

鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷電工作并不是一朝一夕就能做好的工作，而是一項(xiàng)比較系統(tǒng)化且十分復(fù)雜的工程，想要更好的提升防雷效果，最好是建立完善出一套健全的雷電綜合防護(hù)體系。

（一）前期準(zhǔn)備工作。首先應(yīng)嚴(yán)格遵循“”預(yù)防為主、防治結(jié)合、安全第一”的指導(dǎo)方針，進(jìn)行鐵路信號(hào)設(shè)備雷電綜合防護(hù)體系的建立或是完善。因此，務(wù)必將現(xiàn)場雷電環(huán)境評(píng)估到位，具體可從這幾個(gè)方面入手。

（1）將鐵路信號(hào)設(shè)備周邊的天氣情況、地理環(huán)境、以及雷電活動(dòng)特征摸清楚，然后依據(jù)不同的實(shí)際情形，有針對(duì)性采取對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施。

（2）嚴(yán)格按照前期全面規(guī)劃、中期綜合治理以及后期多重保護(hù)等原則，并及時(shí)更新設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)，運(yùn)用直擊雷防護(hù)結(jié)合間接雷防護(hù)的綜合防護(hù)技術(shù)，然后進(jìn)行綜合防護(hù)體系的設(shè)計(jì)。

（3）鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電脈沖抗干擾程度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦纂姷燃?jí)與信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施，同時(shí)，防雷材料的選用應(yīng)根據(jù)不同的條件來進(jìn)行相應(yīng)選擇。

（二）防雷防護(hù)中信號(hào)設(shè)備的基本要求。鐵路信號(hào)設(shè)備是保障鐵路運(yùn)輸安全和穩(wěn)定的一項(xiàng)重要設(shè)備與前提，所以對(duì)其的雷電防護(hù)設(shè)備要求非常嚴(yán)格，具體應(yīng)該達(dá)到這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）防雷設(shè)備的接入不能影響鐵路信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也不能改變諸如輸出功率以及回路阻抗等方面的性能。同時(shí)，還應(yīng)盡量確保當(dāng)雷電襲擊鐵路信號(hào)設(shè)備時(shí)，不會(huì)影響到列車的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）防雷設(shè)備的放電特性應(yīng)符合被保護(hù)信號(hào)設(shè)備中的絕緣耐壓水平，并且為了增強(qiáng)信號(hào)設(shè)備防雷的可靠性，二者之間還應(yīng)留有一定的裕度。

（3）為了更進(jìn)一步控制住雷電過電壓的目的，當(dāng)信號(hào)設(shè)備的多級(jí)防雷措施啟動(dòng)時(shí)，需確定好各級(jí)防雷設(shè)備的逐級(jí)工作。同時(shí)，為了確保大部分雷電能夠流瀉到地里面，上一級(jí)通常運(yùn)用的是啟動(dòng)速度較快且通流容量較大的防雷裝置。就比如室內(nèi)信號(hào)設(shè)備電源饋線防雷分為兩級(jí)，在確保裝置通流容量足夠大后，可在室內(nèi)外的交界處安裝上前級(jí)防雷裝置。一級(jí)電源防護(hù)則可設(shè)在離被保護(hù)設(shè)備較近的地方，這樣當(dāng)雷電入侵之時(shí)，通過兩級(jí)保護(hù)的逐層啟動(dòng)，就可有效防御到雷擊。

（三）信號(hào)設(shè)備防雷措施。

（1）直擊雷的防護(hù)措施。在鐵路信號(hào)設(shè)備上，防護(hù)直擊雷的最有效措施就是接閃器，即俗稱的避雷針。若是在信號(hào)樓的頂部安裝上接閃器，雷電便會(huì)不減反增。因此，為了有效預(yù)防直擊雷，降低雷電侵入的概率，應(yīng)以避雷網(wǎng)作為接閃器安裝在信號(hào)樓上，這也可以使信號(hào)系統(tǒng)免受雷擊的侵害。

（2）感應(yīng)雷的防護(hù)措施。電磁場的變化是信號(hào)系統(tǒng)弱電設(shè)備一項(xiàng)較為敏感的地帶，它使感應(yīng)雷對(duì)信號(hào)設(shè)備的威脅變得更大，所以，務(wù)必要加強(qiáng)信號(hào)樓內(nèi)部的防護(hù)工作。同時(shí)，鐵路信號(hào)樓中的雷電脈沖防護(hù)等級(jí)通常是B級(jí)，因此，為了降低感應(yīng)雷對(duì)信號(hào)設(shè)備造成的危害，因根據(jù)第二類防雷防護(hù)的建筑物，來進(jìn)行具體的防雷設(shè)計(jì)。

結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)際的雷電防護(hù)體系構(gòu)建中，一定要做好前期的準(zhǔn)備工作，并嚴(yán)格遵循信號(hào)設(shè)備的具體要求，采取相對(duì)應(yīng)的防雷措施和手段，確保鐵路信號(hào)設(shè)備系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行，才能降低雷電天氣時(shí)列車的出行安全，進(jìn)而有效提升鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩c穩(wěn)定?？傊?，雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的危害極大，為了進(jìn)一步確保鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩⒎€(wěn)定，以及鐵路人員和出行人員人身財(cái)產(chǎn)的安全，加強(qiáng)鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電防護(hù)工作迫在眉睫。

[1]李永毅,傅茂金,邱傳睿.鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電綜合防護(hù)體系[J].鐵道通信信號(hào),2005,09:1-3.

[2]劉鑫東.鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電綜合防護(hù)體系[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016,05:52.

[3]林斌.鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電綜合防護(hù)體系初探[J].科技與創(chuàng)新,2014,06:34:38.

[4]張志超.鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電綜合防護(hù)體系[J].科學(xué)中國人,2015,21:70.

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