鐵路信號防雷施工技術分析

摘 要：目前鐵路運輸在國民經濟的發展中具有特別重要的地位和作用，作為大眾化的交通工具，不僅是經濟發展的大動脈，也處于我國交通系統的骨干地位，對社會進步發展產生重大影響和深遠意義。鐵路信號則是鐵路工程建設中的重中之重，鐵路信號工程建設質量的優劣，關系到整個鐵路的正常運行及行車安全，為此在建設過程中應不斷加強對鐵路信號防雷施工技術的更新與改革，確保采用科學合理的施工技術，控制好防雷施工的質量。本文主要分為兩部分，分別為雷電危害種類及襲擊途徑原因的分析和對鐵路信號防雷施工技術的要點進行探討和總結。

關鍵詞：鐵路信號；防雷設備；施工技術；技術要求

鐵路信號設備在保證鐵路行車安全和加快運輸效率方面起到重要作用，但由于電子設備本身的特點，它的工作環境屬于弱電運行，在發生雷電天氣時，雷擊放電，非常容易引發事故，造成信號設備的損壞，以致于造成極大的經濟損失，直接嚴重威脅著鐵路正常的安全運輸。因而，采用先進的施工技術及科學可行的施工方案在對鐵路信號防雷過程中顯得極為重要。

1 雷電危害種類及襲擊途徑原因分析

1.1 雷電危害種類

鐵路信號設備遭受過電壓和過電流襲擊的主要途徑是感應雷和直擊雷兩種。

感應雷的形成是因雷云在對大地放電時，在鐵路外置的信號傳輸線，如信號電纜線，埋地電力線等產生強大的電磁場，形成電磁感應并且侵入設備的過電壓和過電流稱之為感應雷。感應雷可直接導致串聯在線路上的信號電子設備遭受到損壞。感應雷產生的幅度值大小與線路的長度高度，雷擊點的位置，設備附近土壤及設備接地設備的電阻等因素有關。

直擊雷是指雷電直接擊中信號設備并穿過設備入地的雷擊過電壓和過電流。直擊雷的主要特點是電壓高，電流大，信號設備對此防御力很低，對其破壞強度極大，但與感應雷相比其發生的概率要低。

1.2 雷電襲擊的途徑

由于各種信號設備運行所處的環境各異，遭受雷電襲擊的途徑和原因也大有不同，在對鐵路信號設備避雷施工過程中，只有全面掌握雷電襲擊信號設備的途徑，才能根據具體情況具體采取措施。雷電襲擊信號設備的途徑主要分為三個方面，分別為途徑鐵軌電路入侵，由架空線路入侵以及由信號交流電源系統入侵。

1.3 鐵路信號設備遭受雷擊的主要原因

1）由于鐵路工程巨大，占地分布范圍較大，很多信號設備布置在空曠的地區，或者設置在海拔相對較高的山區等，這些地區都具有容易遭受雷擊特點。

2）鐵路由于自身的鋼鐵材質，是過電壓過電流良好的導體，因此與鐵軌串聯的信號設備也因此容易遭受到直擊雷的危害。

3）由于各種設備布置不當，接地系統分布較多，使其沖擊接地電阻分布不均衡，在有雷擊發生的情況下，很容易引起地電位差，造成地電位反擊，造成人員和設備的安全事故。因而在鐵路信號設備防護中最先遵循的原則應是各個設備電位差均衡平等。

2 防雷設備施工技術要求

2.1 鐵路信號主要防雷設備的布置

2.1.1避雷針的布置

避雷針主要是針對直擊雷進行防護。其原理是尖端放電原理，帶電云層通過與避雷針形成通路，而避雷針又有接地裝置，這樣避雷針可以把直擊雷形成的電荷導入大地，從而免除雷電對建筑及設備的危害。避雷針布置施工時應檢查裝置的各個部位是否焊接牢固，防治中途斷開，接地裝置的電阻和接地引線的長度，面積也要符合規章要求。避免避雷針在引雷過程中，因布置不當產生雷電電磁脈沖直接危害設備的信號傳輸。在鐵路信號避雷防護中，應格外注意，信號機房建筑物的屋頂不允許設置避雷針。

2.1.2避雷網及避雷帶的布置

避雷網在布置是應由不大于3m×3m的方格網構成，每間隔3m與避雷帶通過焊接連通，網格可選用40mm×4m的熱鍍鋅扁鋼交叉進行兩面焊接，其中熱鍍鋅鋼材的鍍層厚度應在20到60um之間。避雷帶在布置過程中應注意信號樓為平房無防護墻時，避雷帶無法在樓頂層布置，可采取增加輔助架進行固定。其中避雷帶與避雷網的材料都可用鍍鋅圓鋼或扁鋼，圓鋼的直徑最少不得小于8mm，扁鋼的厚度最少不得小于4mm。避雷網，避雷帶，引下線和接地系統可構成法拉第籠系統。

2.1.3避雷器的布置

避雷器種類繁多，其中主要類型有三種，分別為管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。每種類型的避雷器工作原理和安裝程序都各異，但它們共同的特點就是都為了保護電纜和信號設備不受雷電損害。目前我國使用最廣泛的是氫氧化鋅避雷器。其優點主要為流通能力大，保護特性優異，封閉性能好，以及具有良好的解污穢能力。在布置過程中應注意殘壓值。殘壓值是指當線路出現電壓時，此刻配變將于電壓共同通過避雷器，接地裝置以及接地線時產生的三部分降壓。在避雷器布置施工過程中，合理的減少引線上的殘壓是關鍵。通過U=IR可得，想要減少殘壓值，就要是適當的減少R（引線的電阻），或降低U（引線的電壓），所以通過理論知識與實際的案例可得避雷器安裝時應距離配電變壓器較近的位置更加合適。

2.1.4焊接施工要求

焊接施工中的質量控制直接影響設備布置的質量與進度。由于焊件一般為鑄鐵件，所以在實施焊接時應采用直流反接法。焊件作為負極，溫度較低，受熱程度小，并且焊接時電弧穩定，飛濺小，熔深淺，有利于確保焊接的質量。在進行多層多道焊接時，每層間的溫度絕對不得超過175攝氏度，當每焊接完一層或一道時，應將焊接殘渣進行清理，確保焊臺清潔，與此同時檢查焊接是否合格，若出現裂紋，咬邊殘缺等，需進行處理完善后再進行下一層或一道的焊接。

3 結語

鐵路信號防雷是一項綜合性的工程，只有在施工過程有嚴謹的態度，運用科學合理的技術方法，才能真正的建設合規安全的鐵路信息防雷工程。

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作者簡介：徐奕（1972-），女，浙江青田人，本科，實驗師，鐵道信號自動控制專業。