（中国铁路北京局集团有限公司北京电务段 北京 100069）
摘要：铁路是承载着旅客及货物运输的重要交通系统，近几年我国的铁路运输事业迅猛发展，无论是在实际载客以及货物运输量上，还是在铁路运输的速度方面都得到了极大地提升。目前世界范围，我国铁路运输系统的规模最大。在我国的铁道运输系统逐渐趋于完善的同时，其运输安全性问题也越来越受到关注。铁路运输系统中采用弱电的电子设备较多，这种类型的设备比较容易受到外界雷电的影响。尤其在一些雷电多发地区，因电子信号设备遭受雷击而导致铁路运输系统出现瘫痪的现象频繁发生。因此，开展对信号设备避雷措施的相关研究对保障铁路运输系统的安全意义重大。
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关键词：铁道信号设备；防雷措施；应用；重要性
1雷电类型及其对于铁路信号设备所产生的危害
1.1直接产生的雷害
这种直接产生的雷害，给铁道运输系统中的信号设备所造成的不利影响最大，主要是以直击雷为代表。在信号设备故障中，直击雷造成设备故障的概率较低。但是，一旦发生将会使电子信号设备在运行时瞬间超过额定的电压及电流，从而破环整个信号系统，给信号设备的正常工作带来严重的影响。
1.2间接形成的雷害
在铁路运输系统中，信号设备中的微电子部件经常会遭到感应雷的影响。由于感应雷会以电磁感应的脉冲形式来使运行的信号设备超过额定的电压及电流，即便不会大面积的破坏信号系统，也完全可能使微电子部件出现工作失灵的现象。
2雷电影响信号设备正常运行的方式
铁路信号系统中的设备是需要电缆来进行连接的，因而雷电能够从电缆路径侵入，雷电所产生的水平型电场会在电缆输送的过程中以雷电压的形式破坏电子信号设备，从而威胁铁路信号设备的正常工作。雷电亦能够侵入轨道来进行干扰，铁路轨道以钢铁为主，本身就具有很强的导电性能，再加上铁路轨道在实际铺设的过程中，经常会高出地面一定的距离，而轨道两侧通常都是高山以及树木，在两种因素的共同作用下导致铁轨比较容易吸引雷电，致使轨道电路系统容易受到雷电的破环。雷电也可以侵入到交流电源系统。如果在铁路交通运输系统中，没有给高压变压器配备相应的避雷装置的话，雷电所产生的冲击波能够以交流型电源系统中的高压电线作为信号干扰的通路，并进一步波及到系统中变压器的正常工作。
3防雷措施应用的重要性
3.1信号设备的分布特点及雷电攻击的途径
铁路信号设备雷电防护存在以下特点（1）信号设备占地面积较大，且很多设备分布在山区、旷野等易遭受雷电攻击的地区。（2）铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的相关信号设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机等较容易受到雷电流的威胁。（3）自动闭塞、半自动闭塞等信号条件线、控制线，在非电化区段大部分使用架空线，由于它们暴露在旷野郊外，在雷雨季节容易遭受到雷电的袭击，线路中的大电流会窜入信号机房内部，从而引起对室内设备的损坏。（4）雷电防护的原则是“等电位”，由于机房存在多类接地系统，其接地电阻不均衡，在雷击发生时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，使人员或设备遭受损害。
从以上分析中可以看出：为了提高铁路信号设备的安全性及机房设备、计算机的运行可靠度，整个车站信号设备的雷电防护一定要有良好的避雷设施、下引线和统一的接地网，采取完善的直击雷、感应雷防护措施。同时必须在供电系统、信号采集传输系统、计算机网络系统、机房接地系统等各类行车有关系统中进行可靠有效的防护，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面做完整的，多层次的综合防护。
3.2信号设备的防雷
（1）信号设备的防雷要求在有雷电活动的地区，交流电源外线、电子设备、轨道检查装置、遥信遥控设备等与外线连接的信号设备必须装设防雷装置。不同雷电活动地区，应采取相应的防雷措施。（2）信号设备雷电防护的原则是防雷装置和被防护设备之间应匹配，将雷电感应电压限制到被保护的冲击耐压水平以下。正常情况下，防雷装置不应影响被防护设备的工作，受雷电干扰时，应保证信号设备不得错误动作。采用多级防护时，各级防护元件应配置合理。（3）信号设备防雷元件的安装和设备的要求，外部防护用防雷元件宜安装在线路终端。安装应牢固可靠，集中安装，便于检测。铁路信号设备防雷原则是：经等电位连接，使过电压（或电流）以最直接的路径尽快泄漏到大地，达到保护设备的目的。电磁兼容防护总的原则是：利用室内的金属物有机地构成一个“法拉第笼”，进行接地连接。站场综合防雷设计本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则，达到防御或减轻雷电灾害、提高防雷安全度的目的。防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治：接闪、均压、屏蔽、接地、分流（保护），才能将雷害减少到最低限度。我国铁路信号防雷工作通过总结多年来的经验，并借鉴国外铁路信号设备防雷方法，包含地网设置、屏蔽设置等综合防护技术措施，大大提高了信号设备防雷标准，进一步增强了设备防雷的可操作性并规定了防雷设计与施工资质管理、施工验收、质量责任、雷害处理、产品采购、检查测试等维护与管理方面的内容，基本形成了信号设备雷电综合防护框架。雷害发生的重点地区是微电子设备和微电子设备集中的区段。为防止汛期雷害损坏信号设备，铁路相关部门将防雷工作列入每年的专项整治内容，拨出专款用于防雷整治，各部门建立防雷逐级负责制和雷害应急预案，明确雷电防护装置的设计、施工、维护和管理等单位及人员的责任，做到铁路集团公司、电务段逐级负责，尽最大限度减少雷害对铁路运输生产的影响。
4结论
随着现代化科技飞速发展，铁路信号设备电子化程度大幅提高，先进的设备在雷雨季节能否安全稳定的运用，是摆在我们面前的一个新课题。雷击放电诱发电磁脉冲过电压和过电流会经电源系统、信号传输通道等途径损坏信号设备，直接威胁铁路正常的安全生产。所以，我们要继续努力加强铁路信号设备防雷工作，减少因雷害造成的铁路信号设备故障，更好的保障铁路的运输安全。
参考文献：
[1]王景达.浅淡铁道信号设备防雷措施应用的重要性[J].科技视界，2016（14）：139+207.
[2]涂序跃，刘敏军.铁路信号设备的雷害分析及防雷措施[J].电气化铁道，2006（01）：40-42.
论文作者:郭学涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：设备论文; 雷电论文; 防雷论文; 信号论文; 雷害论文; 系统论文; 防护论文; 《电力设备》2017年第35期论文;