鐵路信號設備的雷電綜合防護體系

張志超

中鐵九局集團電務工程有限公司

鐵路信號設備的雷電綜合防護體系

張志超

中鐵九局集團電務工程有限公司

由于鐵路運輸技術的大發展，大規模的信號設備被應用于鐵路的信號指示上，覆蓋面極其廣闊，尤其是集成電路的應用更是規模龐大，各種信息設備的交錯兼容復雜多端，由此出現了防止雷電危害的這個極其重要的命題。本文就如何有效防止信息設備遭受雷擊而討論了兩方面的問題，一是在雷電環境下它對信號設備的危害進行了分析，另一方面分析了預防雷電的幾種有效措施。

信號設備；綜合防護；預防雷電；有效措施

一、雷電環境下對信號設備的危害分析

眾所周知，雷電的環境下進行信號設備的應用的風險是相當高的。雷擊對信號設備的危害是致命的，一旦信號設備受損，列車的行駛調度等都將受到嚴重的影響，可能引發安全事故。現在的鐵路都走向了信息化，這雖然極大的提高了鐵路運輸的效率，但是帶來的問題也嚴重的多，因為這種鐵軌的鋪設需要使用到大量的集成電路，不然運輸效率就會降低。集成電路的使用一方面促進了列車的運行速度，另一方面帶給了列車安全上的隱患。大家都知道集成電路包含著許多微小的元件，比如電阻器等等小部件，而這些小部件的使用給鐵路運輸帶來了安全上的問題。集成電路雖然小巧方便，但是它的問題在于它不如傳統設備在防電方面的性能好，因為電路上極其微小的電流都可能引發雷電，造成集成電路的破壞，從而損壞整個信號設備。目前鐵路工程采取了許多方法來避免上述情況的發生，但是還會出現這樣那樣的安全性問題，其中的原因一方面是防雷器具使用不當，還有就是沒有合理的使用防雷手段。對于一般的情況，防雷設備的使用既要滿足不干擾信號設備的需要，還要確保防雷的有效性。因為信號設備對信號的要求極其嚴格，任何一點干擾都會造成信號設備失效，因此，防雷設備必須保證不能干擾信號設備的信號，否則會適得其反。另外，防雷設備除了不能干擾信號設備外，還要保證防雷設施本身不能出現重大問題。在防雷設施的鋪設上，要求十分嚴格，應該在鋪設防雷設施之前進行嚴格的實際勘測，保證裝置的安全性，有效性還有可行性。

二、防范鐵路信號設備受到雷電干擾的措施

1.電磁環境要有利于信號設備的運行

鐵路信號設備的應用過程中對電磁環境的要求十分嚴格。這是因為鐵路上的信號設備存在一個元件，即弱電設備。這種弱電設備比較靈敏，任何微小的電流干擾都會對它產生巨大的影響。雷電的電磁波磁場是十分巨大的，所以要保證雷電的電磁波不能干擾到弱電設備。因此，在架設信號設備時，要充分考慮到弱電設備的感應問題。防雷設施的建設主要面臨的問題是如何保護好信號設備的電磁感應不受到雷電的干擾，首先需要建設一整套的雷電預警機制。防雷設備在工作原理上是比較簡單的，但在實際操作過程中十分復雜，而且對系統性要求嚴格，任何步驟不能出現差錯和斷層。防雷措施的前期工作是在架設防雷設施時要充分將地形和信號接收的因素考慮在內，保證防雷設施本身不會受到雷電的干擾和損壞。防雷措施的中期工作是保證防雷設備在接收雷電電磁波時能順利地將其引導到地下，這就要求防雷設備必須精準的計算出雷電高發區域，靈敏地接收電磁波，同時工作人員必須定時有效的維護防雷設施。防雷措施的最后工作是工作人員的調度問題。

2.外部建筑防護物要到位

防雷設施的安放需要極高的條件，這就需要外圍的建筑物能夠起到保護防雷設施的作用。雷電對信號的干擾是強大的，雷電的電流如果進入防雷設施后沒有得到適當的處理，對防雷設施本身會帶來巨大的危害。因此，工作人員需要將防雷設施安放在能夠有效避免雷電電磁波干擾的外部建筑物內。不能草率的將防雷設施安放在露天尤其是雷電電磁波干擾強烈的地段。

3.線路的鋪設和布局要合理

當防雷設備連接上電纜時，工作原理是把由防雷設備接收的電磁傳導到地下，從而避開信號設備，而中間的媒介是電纜。因為電纜不能接收過高的電磁沖擊，所以在使用防雷設備時必須考慮到轉換電壓的問題。防雷設備都有或大或小的變壓器，能將雷電電壓轉換成弱小分支，這樣就能避免對電纜的大力沖擊。但是，防雷設備變壓器的使用需要注意的問題是不能將其線路錯亂導致電流亂入，從而導致防雷設備損壞，不能起到防雷的作用。因此，防雷設備的線路必須嚴格分配，定時維護的檢修。最后一個需要注意的方面是在防雷設備接收雷電電磁波的時候要保證靈敏度，使雷電的電磁波充分地由防雷設備傳導到地下。防雷設備配備有信號接收器，主要是引導雷電電磁波的接收，因此，必須保證信號設備的靈敏，不能在接收信號是由任何干擾，信號器本身不能有任何損壞。有些地區發生雷電的概率很高，這就需要架設多個防雷的設施。然而，防雷設施的架設需要具備科學性。因為在雷電發生的時候，任何微小的碰撞，放電都可能引發雷電擊中目標。給防雷設施供電的設備尤其需要仔細保護。必須將電源放置在非雷暴區，同時采用標準的絕緣體作為防護衣。同時，防雷設施內部線路不能錯亂，尤其不能發生短路現象，這是極其容易引發雷電電磁波造成防雷設備失靈，并且還有可能危害到信號設備。雷電環境對信號設備最大的威脅在于雷電的電磁靈敏度。信號設備十分精密，對電子信號的接收度較高，這就導致了雷電電磁波的有機可趁。因此，在防止信號設備遭受雷電電磁波干擾的時候，最佳的手段是保證信號設備本身的質量，即不能輕易引入其他電流和電磁波。如果信號設備遭受雷擊，數以萬伏的電壓傳入到信號設備，會給信號設備帶來嚴重的損害，引發列車行駛時的安全事故。

三、結語

鐵路運輸對信號設備的要求十分嚴格，而做好信號設備的防雷措施是重中之重。在雷電高發區域，除了要合理地安放防雷設施之外，外部建筑物的保護作用也相當重要。電纜的鋪設的格局也要精確而且安全，保證防雷設施安全高效的運作，防止雷電電磁波對信號設備造成干擾。

[1]羅浩新.鐵路信號設備防雷的整治[J].東南礦冶,2005,(1).

[2]謝永超.鐵路站場通信系統雷電防護方案的研究［J］.自動化技術與應用，2011（02）

[3]韓劭.雷擊與過電壓對信號設備的危害及防護[J].中國鐵路,2002,(2).

張志超（1975-）,男，滿族，遼寧綏中人，中鐵九局集團電務工程有限公司,工程師，本科；研究方向：鐵道信號。