鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電綜合防護(hù)體系

張志超

中鐵九局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司

鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電綜合防護(hù)體系

張志超

中鐵九局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司

由于鐵路運(yùn)輸技術(shù)的大發(fā)展，大規(guī)模的信號(hào)設(shè)備被應(yīng)用于鐵路的信號(hào)指示上，覆蓋面極其廣闊，尤其是集成電路的應(yīng)用更是規(guī)模龐大，各種信息設(shè)備的交錯(cuò)兼容復(fù)雜多端，由此出現(xiàn)了防止雷電危害的這個(gè)極其重要的命題。本文就如何有效防止信息設(shè)備遭受雷擊而討論了兩方面的問(wèn)題，一是在雷電環(huán)境下它對(duì)信號(hào)設(shè)備的危害進(jìn)行了分析，另一方面分析了預(yù)防雷電的幾種有效措施。

信號(hào)設(shè)備；綜合防護(hù)；預(yù)防雷電；有效措施

一、雷電環(huán)境下對(duì)信號(hào)設(shè)備的危害分析

眾所周知，雷電的環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)設(shè)備的應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)是相當(dāng)高的。雷擊對(duì)信號(hào)設(shè)備的危害是致命的，一旦信號(hào)設(shè)備受損，列車(chē)的行駛調(diào)度等都將受到嚴(yán)重的影響，可能引發(fā)安全事故。現(xiàn)在的鐵路都走向了信息化，這雖然極大的提高了鐵路運(yùn)輸?shù)男剩菐?lái)的問(wèn)題也嚴(yán)重的多，因?yàn)檫@種鐵軌的鋪設(shè)需要使用到大量的集成電路，不然運(yùn)輸效率就會(huì)降低。集成電路的使用一方面促進(jìn)了列車(chē)的運(yùn)行速度，另一方面帶給了列車(chē)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(yùn)輸帶來(lái)了安全上的問(wèn)題。集成電路雖然小巧方便，但是它的問(wèn)題在于它不如傳統(tǒng)設(shè)備在防電方面的性能好，因?yàn)殡娐飞蠘O其微小的電流都可能引發(fā)雷電，造成集成電路的破壞，從而損壞整個(gè)信號(hào)設(shè)備。目前鐵路工程采取了許多方法來(lái)避免上述情況的發(fā)生，但是還會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的安全性問(wèn)題，其中的原因一方面是防雷器具使用不當(dāng)，還有就是沒(méi)有合理的使用防雷手段。對(duì)于一般的情況，防雷設(shè)備的使用既要滿足不干擾信號(hào)設(shè)備的需要，還要確保防雷的有效性。因?yàn)樾盘?hào)設(shè)備對(duì)信號(hào)的要求極其嚴(yán)格，任何一點(diǎn)干擾都會(huì)造成信號(hào)設(shè)備失效，因此，防雷設(shè)備必須保證不能干擾信號(hào)設(shè)備的信號(hào)，否則會(huì)適得其反。另外，防雷設(shè)備除了不能干擾信號(hào)設(shè)備外，還要保證防雷設(shè)施本身不能出現(xiàn)重大問(wèn)題。在防雷設(shè)施的鋪設(shè)上，要求十分嚴(yán)格，應(yīng)該在鋪設(shè)防雷設(shè)施之前進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)際勘測(cè)，保證裝置的安全性，有效性還有可行性。

二、防范鐵路信號(hào)設(shè)備受到雷電干擾的措施

1.電磁環(huán)境要有利于信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行

鐵路信號(hào)設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中對(duì)電磁環(huán)境的要求十分嚴(yán)格。這是因?yàn)殍F路上的信號(hào)設(shè)備存在一個(gè)元件，即弱電設(shè)備。這種弱電設(shè)備比較靈敏，任何微小的電流干擾都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生巨大的影響。雷電的電磁波磁場(chǎng)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(shè)備。因此，在架設(shè)信號(hào)設(shè)備時(shí)，要充分考慮到弱電設(shè)備的感應(yīng)問(wèn)題。防雷設(shè)施的建設(shè)主要面臨的問(wèn)題是如何保護(hù)好信號(hào)設(shè)備的電磁感應(yīng)不受到雷電的干擾，首先需要建設(shè)一整套的雷電預(yù)警機(jī)制。防雷設(shè)備在工作原理上是比較簡(jiǎn)單的，但在實(shí)際操作過(guò)程中十分復(fù)雜，而且對(duì)系統(tǒng)性要求嚴(yán)格，任何步驟不能出現(xiàn)差錯(cuò)和斷層。防雷措施的前期工作是在架設(shè)防雷設(shè)施時(shí)要充分將地形和信號(hào)接收的因素考慮在內(nèi)，保證防雷設(shè)施本身不會(huì)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(shè)備在接收雷電電磁波時(shí)能順利地將其引導(dǎo)到地下，這就要求防雷設(shè)備必須精準(zhǔn)的計(jì)算出雷電高發(fā)區(qū)域，靈敏地接收電磁波，同時(shí)工作人員必須定時(shí)有效的維護(hù)防雷設(shè)施。防雷措施的最后工作是工作人員的調(diào)度問(wèn)題。

2.外部建筑防護(hù)物要到位

防雷設(shè)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(hù)防雷設(shè)施的作用。雷電對(duì)信號(hào)的干擾是強(qiáng)大的，雷電的電流如果進(jìn)入防雷設(shè)施后沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)奶幚恚瑢?duì)防雷設(shè)施本身會(huì)帶來(lái)巨大的危害。因此，工作人員需要將防雷設(shè)施安放在能夠有效避免雷電電磁波干擾的外部建筑物內(nèi)。不能草率的將防雷設(shè)施安放在露天尤其是雷電電磁波干擾強(qiáng)烈的地段。

3.線路的鋪設(shè)和布局要合理

當(dāng)防雷設(shè)備連接上電纜時(shí)，工作原理是把由防雷設(shè)備接收的電磁傳導(dǎo)到地下，從而避開(kāi)信號(hào)設(shè)備，而中間的媒介是電纜。因?yàn)殡娎|不能接收過(guò)高的電磁沖擊，所以在使用防雷設(shè)備時(shí)必須考慮到轉(zhuǎn)換電壓的問(wèn)題。防雷設(shè)備都有或大或小的變壓器，能將雷電電壓轉(zhuǎn)換成弱小分支，這樣就能避免對(duì)電纜的大力沖擊。但是，防雷設(shè)備變壓器的使用需要注意的問(wèn)題是不能將其線路錯(cuò)亂導(dǎo)致電流亂入，從而導(dǎo)致防雷設(shè)備損壞，不能起到防雷的作用。因此，防雷設(shè)備的線路必須嚴(yán)格分配，定時(shí)維護(hù)的檢修。最后一個(gè)需要注意的方面是在防雷設(shè)備接收雷電電磁波的時(shí)候要保證靈敏度，使雷電的電磁波充分地由防雷設(shè)備傳導(dǎo)到地下。防雷設(shè)備配備有信號(hào)接收器，主要是引導(dǎo)雷電電磁波的接收，因此，必須保證信號(hào)設(shè)備的靈敏，不能在接收信號(hào)是由任何干擾，信號(hào)器本身不能有任何損壞。有些地區(qū)發(fā)生雷電的概率很高，這就需要架設(shè)多個(gè)防雷的設(shè)施。然而，防雷設(shè)施的架設(shè)需要具備科學(xué)性。因?yàn)樵诶纂姲l(fā)生的時(shí)候，任何微小的碰撞，放電都可能引發(fā)雷電擊中目標(biāo)。給防雷設(shè)施供電的設(shè)備尤其需要仔細(xì)保護(hù)。必須將電源放置在非雷暴區(qū)，同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)的絕緣體作為防護(hù)衣。同時(shí)，防雷設(shè)施內(nèi)部線路不能錯(cuò)亂，尤其不能發(fā)生短路現(xiàn)象，這是極其容易引發(fā)雷電電磁波造成防雷設(shè)備失靈，并且還有可能危害到信號(hào)設(shè)備。雷電環(huán)境對(duì)信號(hào)設(shè)備最大的威脅在于雷電的電磁靈敏度。信號(hào)設(shè)備十分精密，對(duì)電子信號(hào)的接收度較高，這就導(dǎo)致了雷電電磁波的有機(jī)可趁。因此，在防止信號(hào)設(shè)備遭受雷電電磁波干擾的時(shí)候，最佳的手段是保證信號(hào)設(shè)備本身的質(zhì)量，即不能輕易引入其他電流和電磁波。如果信號(hào)設(shè)備遭受雷擊，數(shù)以萬(wàn)伏的電壓傳入到信號(hào)設(shè)備，會(huì)給信號(hào)設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的損害，引發(fā)列車(chē)行駛時(shí)的安全事故。

三、結(jié)語(yǔ)

鐵路運(yùn)輸對(duì)信號(hào)設(shè)備的要求十分嚴(yán)格，而做好信號(hào)設(shè)備的防雷措施是重中之重。在雷電高發(fā)區(qū)域，除了要合理地安放防雷設(shè)施之外，外部建筑物的保護(hù)作用也相當(dāng)重要。電纜的鋪設(shè)的格局也要精確而且安全，保證防雷設(shè)施安全高效的運(yùn)作，防止雷電電磁波對(duì)信號(hào)設(shè)備造成干擾。

[1]羅浩新.鐵路信號(hào)設(shè)備防雷的整治[J].東南礦冶,2005,(1).

[2]謝永超.鐵路站場(chǎng)通信系統(tǒng)雷電防護(hù)方案的研究［J］.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2011（02）

[3]韓劭.雷擊與過(guò)電壓對(duì)信號(hào)設(shè)備的危害及防護(hù)[J].中國(guó)鐵路,2002,(2).

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