智能防雷系統在鐵路通信、信息系統的應用及展望

馬莉

（朔黃鐵路發展有限責任公司肅寧分公司電務工隊，河北滄州061113）

1 引言

我國對于鐵路的安全要求越來越高，尤其是對于鐵路通信以及鐵路防雷系統的要求，所以我國急需建設鐵路系統的防雷體系，但伴隨著防雷要求的越來越高，鐵路建設上的各種防雷設備也越來越多，現在我國主要防雷設備的維護主要依靠人工使用便攜式防雷性能專業檢測儀器逐個檢測，這種防雷設備的維護方式不但消耗時間非常長，還對人力物力需求很大，對檢測人員的安全也有很大的風險，因此我國后期的防雷設備維護的主要目標集中在自動化檢測方面，以求做到對防雷設備的隨機、全面檢測，在提高檢測效率的同時降低安全風險。

2 我國防雷設備的發展應用

對鐵路設備建設防雷措施是必要的保護措施，只有建立了良好有效的防雷措施才可以保證鐵路的通信系統等輔助系統的正常運行。通信系統的防雷措施一般有兩種防雷手段，一種是內部防雷措施，而另一種是外部防雷措施，現作具體闡述。

2.1 外部和內部防雷措施

外部防雷措施包括在鐵路通信設備外設置避雷針，避雷網等外部物理性防雷手段，鐵路通信設備的內部防雷措施一般是通信設備內部的建筑鋼筋與設置在通信設備地基以下的地網相連接，使得通信塔與地面電網相接觸，在發生雷擊等意外事件時可以使雷電沿著通信塔的地線傳到地面上，避免對通信設備的損害。內部防雷措施還有設置接地匯集線、等電位連接、線纜屏蔽及合理布線以及加裝浪涌保護器等防護項目。在我國鐵路的不斷發展過程中，雖然做了諸多防雷防護措施，但依然發生了一些因防雷措施未做好而引發的一些意外事件，并對鐵路的建設造成了一定的損失，所以我國在近幾年制定了新的安全標準與行業規范。

2.2 浪涌保護器

在我國原先制定的鐵路防雷規范措施中要求有關部門在雷電多發的日期時再進行防雷措施的設置，但在最新的鐵路防雷安全措施規范中，因為防雷的日期不能準確預判，所以要求全天候做好防雷措施，因為防雷措施的全面啟動，在鐵路上設置的浪涌保護器也逐漸增多起來，但是浪涌保護器的維護卻極其不便，大大增加了后期維護人員的工作壓力，浪涌保護器主要設置在鐵路的通信系統中，由于保護的區域大小不同和設備主要保護的方向不同所以設置不同型號的浪涌保護器。在保護電源等設備時，浪涌保護器要單獨安裝，并且可以在變壓器低壓側、低壓配電室柜、樓內層配電室、機房交流配電屏箱、開關電源交流屏、用電設備配電柜并在具有精密性能的用電設備的電源連接端口使用與用電設備相合適的spd，以求做到按照區域的原則對設備進行防雷保護。在通信設備的主機房所使用的交流電壓端口要設置兩級浪涌保護器來對設備進行防雷保護，浪涌保護器的第一級放在交流電壓與通信主機房的拍電箱連接處，第二級安裝在高頻開關電源，ups交流輸入的地方，如果對于防雷措施還是不太放心，可以選擇在與通信系統有關的精密電子設備處再設置浪涌保護器，此浪涌保護器要安裝在精密用電設備的電源處。

2.3 對浪涌保護器的具體要求

在我國頒布《鐵路通信設備雷電綜合防護實施指導意見》后，對通信系統的防雷保護措施主要設備浪涌保護器提出了更高的使用要求以及針對不同用電設備所使用的浪涌保護器規格不同。如對通信系統的室內傳輸線的防雷措施有了更加明確的使用規定，當通信系統室內傳輸線長度低于五十米時，可以不使用浪涌保護器進行防雷保護，當通信系統的室內傳輸線大于五十米小于一百米時，需要在通信系統的室內傳輸線的內外交互口處安裝浪涌保護器，當通信系統的室內傳輸線的長度大于一百米時，不但要在通信系統的室內傳輸線的內外交互口處安裝浪涌保護器還要在與通信系統的室內傳輸線連接的用電設備交接端口處也安裝浪涌保護器。

2.4 spd具體規定

《鐵路通信設備雷電綜合防護實施指導意見》也對spd的具體使用情況進行了詳細的說明與規定。spd的使用必須要根據實際的雷害情況而選擇具體的spd使用類型和使用數量。對于通信系統的室外接入的pcm電纜，傳輸速度達到兩兆每秒以上的傳輸電纜，還有通信系統的控制線都要在ddf架的傳輸端口處安裝spd。對于沒有經過ddf架的傳輸端口的綜合管控樓的網管系統以及室外的傳輸線也要在端口兩端安裝spd。

對于在鐵路運行中的監控系統需要建立防雷保護措施，尤其是室外的監控地點不在聯合監控網絡的覆蓋范圍之內時，要在攝像頭的數據輸入輸出以及控制和電源端口分別設置獨立的spd，已完善監控網絡的防雷保護措施。所有室外設備電源的連接端口處都要安裝獨立的浪涌保護器和spd，以保護室外的用電設備。

3 未來的防雷設備的發展趨勢

3.1 未來鐵路系統中的防雷保護措施的主要設計觀念

現有的浪涌保護器仍存在著各種各樣的問題與不足，但是浪涌保護器不但在現在是鐵路系統中防雷保護的主要方式，也是未來鐵路系統的主要防雷手段，所以需要對浪涌保護器進行優化和升級，當今時代的浪涌保護器主要存在以下幾方面的問題：浪涌保護器的具體運行難以模擬和估測，并且設計人員對如今的浪涌保護器在遭受雷擊后的具體運行情況和浪涌保護器的破壞程度沒有實際了解，無法對浪涌保護器在遭到雷擊后的運行損壞大致有一個正確的預估。浪涌保護器復雜且各個數據傳輸線路使用數量龐大，后期的維護工作壓力較大，所以新一代的浪涌保護器要具有可實時檢測并綜合在鐵路運行系統中出現所有spd狀況等數據的功能，使得維護人員對防雷的管理維護更加方便簡單[1]。

3.2 未來雷電防護設備所具有的主要系統功能

未來的防雷設計還要具有實時檢測、設備管理、數據通信、故障報警、統計報表等更加方便快捷的功能。新一代的防雷設備在發生意外雷擊時，不但可以保護設備，導掉浪涌電流，還可以在保護設備的同時，把雷擊的時間地點、雷擊的次數、雷擊后浪涌電流的強度實時建立數學模型，反映到數據管理中心，維護人員可以對雷擊的具體情況有更清楚的了解。當發生多次雷擊事件后，防雷設備浪涌保護器會發生損壞，無法有效保護鐵路系統的運行設備，此時需要防雷設備自主及時向維護人員報警，以做到及時更換損壞的防雷設備，保障鐵路的安全運行。另外在防雷設備的設計時要在配電柜的數據采集終端預留顯示屏等移動設備接口，使維護人員可以方便地獲得浪涌保護器的損壞原因以及全部工作時間的存儲數據。

4 結語

隨著我國社會的不斷發展和時代的進步，我國的鐵路建設將會越來越完善，防雷設備的安裝以及后期維護工作將會越來越方便，防雷設備的監測工作也將更趨向于自動化、無人化。因此本文對我國現行的防雷設備運行情況及存在問題進行了系統的總結，并對未來防雷設備的發展方向進行討論，望能對我國鐵路系統防雷措施發展及完善盡自己的綿薄之力。