關于鐵路通信設備防火防雷安全防護探討

社會的不斷進步帶動了經濟的高速發展，經濟的飛速發展在很大程度上促進了人們生活水平的大幅提高，而人們生活水平的提高又在不同程度上促使人們外出探親訪友或者旅游，這也就促進了旅游業和運輸業的發展。在運輸業中，鐵路運輸成為了人們生活中重要的交通運輸工具。鐵路管理是鐵路運輸能夠健康發展的保障，而鐵路通信設備是鐵路日常運營的重要工具，鐵路通信設備的防火防雷安全問題必須引起我們的高度重視，下面筆者就鐵路通信設備防火防雷安全問題進行探討。

一 鐵路通信設備防火安全防護

鐵路運輸的神經樞紐就是鐵路通信系統，如果一旦發生火災，不僅是一些房屋、設備的損壞，更重要的是會影響到鐵路的正常運輸，甚至會波及整個鐵路運輸樞紐或整條運輸線的正常運轉，直接危害人民生命安全和國家財產安全。因此，對于鐵路通信設備的防火在鐵路日常工作是十分重要的。

(一)鐵路通信設備防火安全防護之合理配置滅火裝備

鐵路通信系統不同于其他通信系統，具有一定的特殊性。火災對該系統造成的損害一般出現在電子檢測設備、電子監控設備上，出現事故后很難補救，造成的損失也難以進行彌補。基于電子設備火災不同于其他火災，不能直接采用水流滅或者沙土滅火法，因此，一般都會采用氣體滅火裝備。最為常見的是二氧化碳滅火器。這種滅火器存放方便，火災發生的時候也便于應用，對電子設備滅火起到重要作用。

(二)鐵路通信設備防火安全防護之合理安排光纜路徑

對于通信設備的數據傳輸、供電等均需通過電纜完成，該類光纜往往比較多，光纜通過預留孔道進行安裝。光纜如果失火將會引起電子設備等失火。因此，光纜的絕緣指標是十分重要的，尤其是在潮濕的地區，絕緣性能較好的光纜可以在一定程度上減小火災隱患。電纜應采用防火包帶包扎，電纜柜材料要采用耐火時限不低于1h的非燃燒體，而不應采用普通木質材料。

(三)鐵路通信設備防火安全防護之合理使用耐火材料

不同的建筑對防火等級的要求也不盡相同。于鐵路通信建筑而言，是大量的重要電源、電子網絡設備的存儲地。鐵路通信網絡能否正常運行關系信息能否正常接收、輸出及鐵路運輸系統能承載業務量的大小，是鐵路線路能否正常運轉的關鍵因素之一。因此，做好鐵路通信設備防火安全的工作中，務必要注意通信材料建筑的選擇，滿足外部建筑材料防火需要的同時也要注重內部裝飾材料的防火性能。使得耐火材料在鐵路通信建筑中有效地發揮自身的防火墻功能，為鐵路通信提供更多的安全防火保障。

二 鐵路通信設備防雷安全防護

近年來鐵路通信大量采用了高可靠性的先進設備，這些先進設備具有電路電壓低，集成度增高的特點。這就導致了鐵路通信設備對雷電較敏感，其抗雷能力隨之減弱。這樣雷害問題就日益突顯出來，加強鐵路通信設備的雷電防護，已經成為了擺在我們面前的一項艱巨任務。由于雷電在信號線、天饋線、電源線等方面感應的瞬間過電壓造成的危害時常發生，因此我們必須采取適當的保護措施以避免因過電壓及其所產生的過電流對人員、傳輸線路和通信設備造成的危害。從電磁兼容的觀點來看，鐵路通信設備防雷保護應由外到內劃分為多級保護區。最外層為0級，是直接雷擊區域。鐵路通信設備最外層是直接與自然雷電接觸的部分，因而其遭受雷擊的可能性也最大，發生危險的系數也最高。雖然通信設備的保護系統由外及里保護級別越來越高，危險系數越來越低，但是必須通過分層多級進行，讓通信設備能夠承受即將通過的電壓。就通常情況來說，雷電現象產生的電流在經過避雷設備或者裝置之后有一半的將會被大地收入，還有一半則會被信號電纜、鋼軌、電線等電氣管道吸收。

(一)雷電的物理特性

據天文科學有關數據統計，閃電雷擊這種自然現象在地球以每秒100次的頻率出現。不管在雷電現象被人們當做神話的遠古時代，還是在可循高度發展的當今，人們對這一大自然現象仍然心存畏懼。巨大的雷電現象往往會給人們的財產和生命帶來不可估算的損失和傷害。特別是在季節交換時期，冷暖空氣受自然因素的影響活動較為頻繁，冷暖氣流相遇之處會出現冰晶現象或者凝結成有重力的水滴下落。水滴在自身的重量作用下以高速度下降進而和上升的氣流產生一定的摩擦，形成帶有不同大小電荷的水滴。上升的氣流將帶有正電荷的小冰晶處于云層上部，下降速度較大的帶有負電荷的冰晶則處于云層下部。對流運動持續不斷會讓電荷越聚越多，最終形成具有強大電場的雷暴云。鐵路通信設備的高低和遭受雷電也存在莫大的聯系。鐵路通信設備假設的天線一旦到達能夠與云層產生感應電荷的高度，就會形成雷電與大地之間客觀存在的直流電路，土地將累積下來的電荷受融，這樣可以避免放電現象的發生，不至于周圍設備或建筑遭受累計傷害。

(二)雷電入侵的主要途徑

雷擊鐵路通信設備的途徑主要有：一是雷電沖擊波通過戶外傳輸線路侵入通信設備。由于閃電脈沖放電峰值電流大，電流強，電流隨時間變化率大，且放電過程所形成的頻譜范圍寬(1～100Hz)。因此，對架空通信光纜、電纜等通信線路都會產生強大的感應過電壓和感應過電流。一旦感應過電壓和過電流被引入通信設備的內部，將產生嚴重干擾甚至毀壞通信設備。另一種是雷擊大地或接地體，引起地電位上升，對通信設備產生反擊，損害通信設備。

(三)通信設備的防雷途徑

一般來說，建筑物的避免雷擊的途徑大致有四條：①疏導，雷云中產生的電荷積累到一定的程度才會引發雷電擊現象，如果將其利用有效避雷設施引入到大地中，讓大地將雷電電流吸收，就會避免建筑物和設備等遭受雷擊。②隔離，就是將被保護的設備、物品與雷電信號進行隔離，以免遭受雷擊。③等位，就是將處于工作地段的建筑物、通信塔等歸放到同一電位上。④消散，這是根據自然放電規律將不同性質的電荷與帶電云中的電荷進行中和，從而起到組織雷電形成這一目的。

(1)疏導。疏導是用避雷針控制雷擊點，將雷電流引入安全地區，以達到保護建筑物和通信設備免受雷擊的目的。它的主要原理是：在雷擊時，通過避雷針(避雷線)頂部形成的局部電場強度畸變來影響雷電導入的方向，再通過避雷針上的接地線等接地裝置將雷電流引入大地，從而避免保護物被雷擊。需要注意的是，雷電防護系統一定要有優質的避雷針、下引線和統一的接地網，要有完善的直擊雷電防護措施。此外，在避雷針的選擇上，不僅要質量優良而且還要有比較大的保護范圍，并且無無言，且不會對造成通信干擾。目前市場上可供選擇的避雷針有傳統的被動式避雷針和主動式的球體避雷針。

(2)隔離。必須對車站進行全方位多層次的防護。保證車站的供電系統、天饋系統、信號采集傳輸系統、程控交換系統、計算機網絡系統、機房接地系統都在可靠地防護之下。另外在車站保護網的構件上要求在攔截、分流、均衡、接地、布線、布局做完整的多層次的綜合防護。另外，要將室外信號設備置于金屬箱、金屬盒(最好是鐵質的)內，并且保證金屬箱、金屬盒良好接地，使得信號系統處于雷電電磁脈沖屏蔽中。

(3)等位。在機房中，應當保持各個設備之間的等位連接。因為機房中存在多類接觸系統，他們沖擊接地電阻不均衡，因而在雷擊時，雷電流一起的電位差會造成“地電位反擊”，是人員和設備受到損害。所以需要用連接導線或者電壓保護器將防雷裝置、建筑物的金屬構架、金屬裝置、外來導體物、電氣設備和電源裝置等連接起來，使他們處于同一電位之上。

(4)消散。對應重要的通信工程來說，可以考慮安裝放射性避雷裝置。他的主要原理是：通過放射源連續自行發射A粒子，使周圍的空氣電離產生大量的電子。當發生雷擊時，這些電子會在雷擊下不斷加速，對空氣產生連鎖的對空氣產生連鎖的多極電離或雪崩電離，形成與電場強度成正比的電子流。這時，由放射源指向雷云的會產生一種電離通導，不斷地中和雷云產生的空間電荷，消除地電場，把可能形成的高電場變成地電場，從而起到了消雷的作用。

(四)鐵路通信設備防雷安全防護之防雷措施

根據以上的四種避雷途徑，具體到鐵路通信的防雷設計來說，其主要的防雷措施有以下幾種方法。

(1)通信站的接地電阻越小，過電壓值越低，耐雷水平越高

如果接地電阻大就會導致耐雷水平低，從而使鐵路通信設備容易遭受雷擊，進而損壞了鐵路通信設備。所以通信站以及大樓建筑的接地裝置電阻值必須引起我們的高度重視，這就要求我們每年必須在雷雨季節前測量鐵路通信站和大樓建筑的接地裝置電阻值一次。接地電阻值必須在標準范圍內，一般地區電阻值小于5Ω，高土壤電阻率地區接地電阻值一般小于10Ω。在這里，筆者建議，進行測量工作時最好要請專業測量工作人員來進行測量，因為接地電阻值測量工作人員必須有一定的專業知識。如果在測量過程中發現接地電阻值高，超過原本的電阻值標準，那么就應該認真分析研究造成電阻值高的原因，如果確實是因為電阻值高，那么就應該研究采取降低接地電阻這一措施。

(2)通信機械室法拉第籠式接地系統

在規程中要求大樓及通信機械室接地引下線可利用建筑物主體鋼筋，鋼筋本身上、下連接點應采用搭焊接，且其上端應與房頂避雷裝置、下端應與接地網、中間應與各層均壓網或環形接地母線焊接成電氣上連通的法拉第籠式接地系統。

(3)設備的金屬外殼、金屬框架以及各種電纜的金屬外皮等的接地螺栓應使用含銀環氧樹脂導電膠粘合

如果鐵路通信設備接地系統做得很好，但設備外殼、金屬框等沒有很好與接地系統連接，接觸不好，當過電壓引進時，設備不處于絕對零電位的保護下，就有可能把設備擊壞。因此一定要保證設備的良好接地，用螺栓接地的一定要用含銀環氧樹脂粘合。

(4)入戶處加裝合適的避雷器，使高電壓脈沖分流入地

外部雷電電磁電荷想要對室內的設備造成傷害首先就要有一定的通道進入室內。在機械室中除了利用法拉第籠屏蔽防雷，室外能夠引起雷電擊的電流線、電纜和其他能夠進入室內的通電管線都要安裝防雷屏蔽系統。我們通常采取的就是在入室的地方加裝適宜的避雷針或者避雷器，讓流經至此的高電壓電荷經避雷器分導如地下，從而起到保護室內設備的作用。

(5)引入機房的電纜空線對接地問題

雷電對設備的損害是各種各樣的，在開路導線的末端一旦出現雷電反擊現象，設備必受其損害。要想解決這一問題就要根據科學依據選擇有效地方法。只要把空線對線端進行連接，然后再用一條導線和配線架的接地部分連接就完成對接工作了。

結語

本文中，筆者首先從鐵路通信設備防火安全防護之合理配置滅火裝備、鐵路通信設備防火安全防護之合理使用耐火材料以及鐵路通信設備防火安全防護之合理安排光纜路徑這三個方面對鐵路通信設備防火安全防護進行了探討。接著從雷電的物理特性、雷電入侵的主要途徑、通信設備的防雷途徑以及鐵路通信設備防雷安全防護之防雷措施這幾個方面對鐵路通信設備防雷安全防護進行探討。在這里，筆者認為，想要做好鐵路通信設備防雷安全防護，就要注意通信站的接地電阻越小，過電壓值越低，耐雷水平越高、通信機械室法拉第籠式接地系統、設備的金屬外殼、金屬框架以及各種電纜的金屬外皮等的按地螺栓應使用含銀環氧樹脂導電膠粘合、入戶處加裝合適的避雷器，使高電壓脈沖分流入地、引入機房的電纜空線對接地問題這幾個問題。在這里，筆者對鐵路通信設備防火安全防護問題進行了簡要的分析，著重探討了鐵路通信設備防雷安全防護問題，并不是鐵路通信設備防火安全防護問題不如防雷安全防護問題重要，鐵路通信設備防火防雷安全防護問題是一體的，都需要我們的高度重視。