鐵路信號設備的防雷問題分析

紀宇鑫 侯宇川 張博

摘 要：伴隨著中國科學技術的迅速發展和不斷進步，在鐵路運輸系統中應用的高科技電子信息技術也是越來越豐富多樣，這為鐵路運輸生產的自動化程度大大的作出了貢獻。萬物有利必有弊，在電子信息技術給鐵路運輸系統帶來極大便利的同時，也帶來了困擾。而本文中，筆者將會對鐵路信號設備中的防雷問題進行分析探究，并且根據具體的實際情況提出一些有效的解決措施。

關鍵詞：鐵路信號設備；雷電危害；防雷措施

1 前言

鐵路運輸控制系統已經從6502電氣集中聯鎖系統升級為計算機聯鎖系統。計算機聯鎖系統的使用大大地提高了鐵路信號設備的可靠性，提高了調車組作業人員的安全性。但是精密設備的使用必然對工作環境提出了更高的要求，這些高科技電子技術具有弱電環境工作，容易受到電磁脈沖的干擾，甚至在打雷時可能被擊穿損毀。雖然在電子盒在設計和生產過程中有對雷電危害進行了保護措施，但是遠遠不夠，還需要后期的系統防護才有效。本文中將會論述防雷技術在鐵路信號領域中的運用。

2 鐵路信號設備的雷害類型

一般情況下，對鐵路信號設別系統破壞的雷電災害主要是由以下比較常見的幾個方面：

2.1 直接雷電

在打雷天氣中，雷電在雷暴活動的范圍內對鐵路信號系統的建筑結構、信號傳輸的線路、鋼軌和其他設備直接點擊導致故障的現象稱為直接雷擊。通常情況而言，鐵路信號設備發生直接雷擊的故障幾率是非常低的，但正因為這樣，鐵路信號系統中的每個電子設備對直擊雷電的防御能力也是比較低，有些幾乎沒有防御能力，一旦鐵路信號設備出現直接雷擊的情況，就是摧毀性的破壞，給鐵路運輸造成了極大的安全危害和經濟損失。

2.2 沖擊波

當鐵路信號設備供電的電源收到雷電沖擊波的侵入時，對高壓線侵入傳至高壓變壓器，如果被侵變壓器沒有安裝避雷器或者是沒有有效地避雷，而且雷電波的幅值又是超過承受范圍，那么就會把直接擊穿變壓器初級、次級繞組絕緣。如此雷電壓高達數百千伏會直接侵入交流低壓電源，對低壓側的信號設備進行嚴重破壞。假如雷電沖擊波電壓幅度不高，對高壓避雷器不足以動作或者是不能夠擊穿變壓器的絕緣侵入回路，雷電沖擊波還會通過繞組間的分布電容耦合方式侵入信號低壓回路，這樣就會導致信號電源設備產生過電流和過電壓。

2.3 雷電浪涌破壞

雷電浪涌是由于近些年在鐵路運輸中計算機電子設備的不斷應用在此才得到人們的極大重視的一種雷電危害形式，也正因為如此，人們對其的防護方式也是不斷地完善。最常見的對鐵路信號設備危害的并非是雷電直擊引起的，而是由于雷電發生時在電源和通訊線路中的噶應電流引起的。

2.4 軌道電路

我國鐵路目前使用的軌道電路的傳輸通常是鋼軌，而且位置的設置一般也是高于地面的。這樣，在雷雨天氣的時候，雷電就會通過鋼軌侵入到信號設備的軌道電路中，對軌道電路造成破壞。另外，當鐵路軌道兩邊的樹木、高山或者是大橋等被雷電破壞也會對鐵路的軌道電路造成牽連。

3 信號設備的防雷措施

在實際的鐵路信號設備的防雷施工操作中，管理人員可以通過采取以下的有效措施來對鐵路信號設備的防雷性能和水平進行提高，從而確保信號系統的正常運行。

3.1 進行整體系統考慮，做到系統實施

由于鐵路信號設備施工是一個比較大的系統，所以要對信號設備的防雷措施不能夠采取大一的方法對待，這樣的意義也不大。在對鐵路信號設備施工的過程中，一定要經過全面詳細的分析研究，制定一個詳細的整體防雷施工方案后才進行施工。在信號設備防雷施工中，一定要按照設計方案的相關技術標準和規范進行。此外，設計者在設計防雷方案的時候，必須要周到考慮到信號設備的各個系統，包括鐵路信號設備內部和外部、天線和地線以及強點和弱點等因素。只有這樣設計的信號設備防雷方案才能夠有效地保護鐵路信號設備的不會被雷電破壞。

3.2 室外鐵路信號設備的防雷措施

3.2.1 安裝避雷裝置

在施工的實際過程中，鐵路信號管理工作人員要根據現場的實際需要在信號設備密集區安裝避雷裝置，避免信號設備、軌道和電纜這些被雷電破壞。避雷裝置的安裝一定要選擇合適和恰當的位置進行安裝，而且為了避免避雷設備裝置引雷后引發雷電連鎖感應現象，地纜設置一定要距離同站場內的電纜、鋼軌的距離大于二十米。

3.2.2 保證接地良好和選用屏蔽電纜

在鐵路信號設備室外安裝時，一般都是使用與大地連接的金屬盒來保護這些設備裝置，與此同時，也要確保金屬盒的接地必須良好防止室外信號設備被雷電電磁脈沖的屏蔽破壞。而對于連接信號設備時，則需要使用屏蔽電纜進行連接。在施工的過程中也要確保電纜屏蔽接地的良好性。

3.3 室內信號設備防雷措施

3.3.1 安裝過電壓保護裝置

由于弱點設備的電源雷電侵害的侵害方式是通過電源線路，因此為了抑制電源浪涌電壓和防止浪涌電壓竄入電子信號設備而受到損壞，在電源線路入口和室內核心的電子機柜的單元電源入口處建議安裝過電壓保護裝置

3.3.2 數據通訊和測控技術電路使用光纖電纜

由于這兩類接口電路對于各個終端的供電系統電路靈敏度都高得多，比如計算機聯鎖設備設置中的行車室終端顯示器和打印接口等都是非常靈敏的，因此可以使用光纖電纜作為數據傳輸線。

4 結言

伴隨著計算機聯鎖系統和高速鐵路的不斷投勇，鐵路信號設備在保障安全、提高效率方面也越來越重要，因此對信號設備的防雷工作的重要性也是不言而喻的。在鐵路信號設備防雷工作中，我們一定要保證設備的防雷效果。只有把鐵路信號設備的防雷工作確實做到位，才能夠促進鐵路運輸的進程更加健康發展。

參考文獻

[1]周劍.鐵路信號設備的系統防雷分析[J].科技致富向導，2012，（33）：256.

[2]宋少鵬.對鐵路信號設備的系統防雷分析[J].中國新通信，2014，（23）：33.