大秦鐵路防雷設施分析和探究

摘 要：隨著鐵路科技進步，大秦鐵路信號設備電子化程度大幅提高，雷擊放電誘發電磁脈沖過電壓和過電流會經電源、信號等傳輸通道等途徑損壞信號設備，直接威脅鐵路正常的安全生產。確保信號設備在雷雨季節能否安全穩定，是擺在我們面前的一個難題。所以，加強信號設備防雷工作尤為重要。

關鍵詞：鐵路信號；防雷；措施

1 大秦鐵路信號設備防雷的重要性

據調查統計，大秦鐵路信號設備站區（機械室）58處，防雷器材41726處，地線1283處，涉及軌道、信號機、電源、電子設備四大類別69種型號。進入雷雨季節，由雷擊造成設備故障影響鐵路運輸安全還有發生。雖然相對改造前故障件數延時有所減少，但相對重載萬噸行車密度大的大秦線影響還是很大。目前，所有計算機聯鎖車站防雷整治工作正在緊張進行，內容包括雷擊防護、機房屏蔽、地線整治、加裝防雷保安器、測試防雷器材、排查不合格元器件等。

針對因防雷設施維護或管理不當造成信號設備發生雷害列管理單位責任的規定，繼續建立防雷逐級負責制和雷害應急預案，明確雷電防護裝置的設計、施工、維護和管理等單位及人員的責任，做到逐級負責，盡最大限度減少雷害對鐵路運輸生產的影響。

2 大秦鐵路信號設備防雷現狀及雷害分析

2.1 結合大秦鐵路信號設備的分布特點及雷電攻擊的途徑分析，雷電防護現狀存在以下特點：

2.1.1 大秦鐵路信號設備廣泛設置在鐵路沿線設備分散，特別容易受各地區雷電氣候影響，線路長、地面積較大，且多數設備分布在山區、曠野等易遭受雷電攻擊的地區。

2.1.2 電子設備大量使用對信號設備可靠運行提出更高要求。與鋼軌連接的相關鐵路信號設備，如信號機、軌道電路、電動轉轍機等還較容易受到不明雷電流的威脅。

2.1.3 部分機械室至車站運轉室視頻線，仍使用的是架空明線，經常受到感應雷的侵擾，造成運轉室控制臺黑屏。自動閉塞區間由于站間距離長，電纜易受到雷電感應。

2.1.4 由于部分未改造機房存在多類接地系統，其沖擊接地電阻不均衡，在雷擊發生時，雷電流引起地電位差，也容易造成“地電位反擊”，使人員或設備遭受損害。

2.1.5 防雷原件種類過于繁多，采購困難。

2.1.6 防雷元件測試、防雷設施維護機制正在逐步完善。

2007年開始，對大秦線首期48個站進行系統防雷改造，有效提高鐵路信號設備安全性及機房設備、計算機的運行可靠度。具體措施是：使整個車站信號設備的雷電防護有良好的避雷設施、下引線和統一的接地網。采取完善的感應雷防護措施。在供電系統、信號采集傳輸系統、計算機網絡系統、機房接地系統等進行可靠有效的防護，在攔截、分流、均衡、接地、布線、布局等方面實現多層次的綜合防護。

幾年來實踐證明防雷設施改造后防雷設備效果明顯，雷害引起信號故障大幅降低，取得經驗值得推廣。

2.2 大秦鐵路站區一體化設備從國內移頻改成ZPW-2000A，電氣集中由6502電氣集中改成微機聯鎖以后至綜合防雷整治之前的雷害分析：

2.2.1 雷擊造成強電進入使放大器內部芯片損壞。

2.2.2 無防雷元件，電源發生感應電流后，無能量釋放，造成電路中生成強大的感應磁場、感應電流。

2.2.3 人身安全地線與設備防雷地線共用使用，由于地電位差的存在，易生成次生電流。

2.2.4 防雷組合的引接線與接地線的線徑（Φ23×0.15）不符合《鐵路信號設備雷電及電磁兼容綜合防護實施指導意見》（鐵運2006）26號的規定，在設備受到雷擊時，易燒損，起不到應有的作用。

2.2.5 防雷組合的引接線與接地線的配線工藝不符合要求。集中或分散式防雷裝置的配線不得與信號設備的配線混綁在一起，應分別綁扎且做隔離防護。若混搭在一起，在信號設備受到雷電侵襲時，由于防雷裝置的配線變“臟”，使得“純凈”的信號配線也相應變“臟”，凈線感應生成雷電流，擴大雷電侵襲范圍，不易于信號設備的防雷。

3 大秦鐵路信號設備專用防雷保安器的設置

3.1 信號電源系統防護：在電務綜合開關箱的輸入端設置I級電源防雷箱；在電源屏電源輸入端設II級防雷箱（將既有防雷箱改造）。既有模塊電源屏已有防雷，不再增加。

3.2 信號機：信號機包括進站信號機、預告信號機、出站信號機、通過信號機、進路信號機外線需采取防雷措施，信號機的所有去線、回線，在分線盤的相應端子上，每線加裝防雷保安器（SPD），作為縱向防護。

3.3 燈絲報警、站間或場間聯系電路、自動閉塞電路、方向電源電路：燈絲報警外線、站間或場間聯系電路外線、自動閉塞區段的方向電路外線，在分線盤處對應的端子上，每線加裝防雷保安器，作為縱向防護。防雷保安器型號按照電源參數不同選用。

3.4 軌道電路：25HZ相敏軌道電路和ZPW-2000A型軌道電路室外送電端宜采用防雷變壓器，受電端采用高隔離變壓器。

25HZ相敏軌道電路軌道送電端電源在分線盤處相應的端子上，每束（對線）加裝防雷保安器，進行橫縱向防護；25HZ軌道電路室內受電端，在分線盤處對應的端子上，每個受電端（對線）分別安裝防雷保安器，進行橫向防護。

25HZ相敏軌道疊加移頻電碼化電路區段，該防雷保安器對電碼化設備進行防護，防雷保安器選型要考慮由于移頻信號疊加，使信號電壓升高的因素。軌道電路受電端防雷保安器型號不變。電碼化發送通道在分線盤處對應端子上，每個發送通道（對線）分別安裝防雷保安器，對電碼化設備進行橫向防護。

ZPW-2000A型軌道電路在發送、接收端室內外加橫向防雷。

4 大秦鐵路信號設備雷害易發生部位及整治容易遺漏的防雷：

4.1 大秦鐵路信號設備雷害易發生部位

（1）聯鎖機的顯示器；（2）聯鎖操表機顯示分屏器；（3）區間綜合柜防雷元件；（4）ZPW-2000A空心線圈防雷元件；（5）ZPW-2000A模擬網絡盤。

4.2 大秦鐵路信號設備綜合防雷整治容易遺漏的防雷：

（1）舊機械室做綜合天網，新舊機械室間聯系電路防雷；（2）新增區間綜合柜方向、電話、燈絲電路防雷；（3）非發碼區段集中供電防雷；（4）部分矮柱信號機防雷；（5）發碼區段送電端、受電端防雷；（6）軌道集束送電電纜防雷。

5 大秦鐵路信號設備綜合防雷整治中值得注意的問題

5.1 綜合防雷設置型號與實際安裝不符

選取原則應該按照380V電源選擇XXXX-385類型防雷裝置（SPD）；220V不穩壓電源選擇XXXX-385類型防雷裝置（SPD）；220V穩壓電源選擇XXXX-275類型防雷裝置（SPD）；低于60V電源選擇XXXX-75類型防雷裝置（SPD）；站聯、場聯、半自動選擇XXXX-130類型防雷裝置（SPD）；視頻、RJ45網絡、通道屬于串聯型防雷。

5.2 防雷接地體應堅持共地不共線的原則

一級電源防雷地線、分線盤防雷地線、人身地線、屏蔽地線入地前不能連接在一起，應各自連接在同一性質的接地匯集板上，然后再由匯集板接入大地。

5.3 防雷原件急需統一

大秦線防雷共69種，同制式的設備防雷的型號不統一，造成種類繁多，現正在努力探索防雷元件種類統一，便于備件的儲存，利用職工測試和更換。

6 結束語

隨著大秦鐵路電務設備不斷更新換代，電子化程度進一步提高，雷擊放電，誘發電磁脈沖過電壓和過電流，會經各種途徑損壞信號設備，直接威脅鐵路正常的安全生產。設備在雷雨季節能否安全穩定的運用，是擺在我們面前的一個不斷面臨的課題。所以，加強信號設備防雷工作尤為重要。

參考文獻

[1]鐵運《鐵路信號設備雷電及電磁兼容綜合防護實施指導意見》（200

6）26號.

[2]鐵運《鐵路信號設備雷電及電磁兼容綜合防護舉例設計》（2007）53

5號.

[3]《鐵路信號設備防雷電防護》.中國鐵道出版社，2002.