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摘要：铁道是目前我国重要的交通运输体系，加强铁道信号设备安全管理十分重要。雷电对人的攻击危害极大，在铁道方面更容易造成意外，为了人们的生命安全和生活保障，本文探究了铁道信号设备防雷措施应用的重要性，并提出维护人们安全的措施，进一步保障人们的安全。
关键词：铁道；信号设备；防雷措施；重要性
引言
虽然近年来铁道信号设备的升级大大提升了铁道运行效率，但在笔者的实际调研中发现，近年来我国铁道信号设备面临的雷电威胁不断增强、相关雷击破坏事故也时有发生，而为了尽可能降低这一威胁、保证铁道信号设备的安全稳定运行，正是本文围绕分析铁道信号设备防雷设计开展具体研究的原因所在。
1铁道信号综合防雷的重要性
随着电子技术的不断发展，计算机技术获得很大提高，数据传输技术也相应快速发展，我国铁道信号设备也迅猛发展。然而在雷雨高发季节，对于铁道部门来说，做好雷电防范工作显得尤其重要，否则将危害到铁道的运输安全。
影响铁道信号设备的雷电一般分为两种，即感应雷和直击雷。
所谓感应雷，也被称为雷电感应，即在电磁感应的作用下，能够在电气设备上感应雷电的电压以及电流，电流的极大变化会在周围形成一个很强的磁场，内部感应电流过大，给设备信号造成的压力很大，导致设备信号损坏。感应雷同样分为横向感应雷和纵向感应雷，感应雷发生的几率较高，所以袭击信号设备的次数也较多。所谓直击雷，就是带电的云层直接放电，对大地或者高层建筑物直接放电的行为。直击雷可以直接对传输线路或者裸露在外的信号设备进行放电，由于电压较高，被直击雷击中设备直接损坏，但是直击雷的击中率较低，因此，要提前预防，将事故发生率降到最低。
铁道信号设备是列车在铁轨上安全运行的关键，铁道信号运行正常，稳定，才能保证信息传输不被切断，才能保证列车的安全运行。这就要求铁道信号设备要有很高的技术，保证安全性，同时要有很高的可靠性。然而目前铁道发展迅速，列车安全运行对铁道信号设备要求很高，这就要求铁道信号设备的数量种类不能太单一。而目前自然条件不可预期，具有很多的不确定因素，工作条件相当复杂，因此铁道信号设备受到自然雷电的侵袭方式也有很多种，一旦铁道信号受到侵害，必然导致铁道中断，信息不能正常传输，甚至引起火灾和爆炸等严重的后果。所以从某种意义上来讲，铁道信号越发达，受到雷电侵害后造成的后果越严重。
2雷电入侵信号的途径和雷电类型
2.1雷电侵入信号的主要途径
雷电入侵信号的主要途径有三种。第一，由交流电入侵，雷电冲击波在侵入信号时从高压电线路转至高压变压器，如果没有安装避雷器则很容易入侵低压设备。第二，是轨道电路，轨道电路的传输线是由钢轨组成的，正由于它在高空中安置，当发生电闪雷鸣时，人们不能站在电线杆下，否则很容易遭遇雷击。第三，由电缆侵入，铁道的信号从室内和室外都由电缆连接，因此在发生电闪雷鸣时，雷电很容易从电缆入侵，从而侵入室内中，导致发生雷电攻击，威胁到人们的安全。由于雷电的攻击途径很多，范围也广，所以防雷十分艰难，在做防雷工作时，一定要从雷电侵入信号的主要途径开始下手，这样才能更好地阻止雷电对人们的攻击。
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2.2雷害类型
雷电类型一共有三种，且危害都十分大，需要人们对此产生警惕。一是直击雷，它和字面意思一样，直接侵入设备中去，雷电从带电的云层中穿过直接与大地上的某点发生猛烈的攻击，产生放电现象。这时，如果有人刚好在该点上游走，那必死无疑。二是带电的云层由于静电作用，在大地某一点上产生某种电荷。当雷电来袭时，带电的云层瞬间消失，从空中劈下深深的雷电，向大地上攻击，形成局部高电压，同时会产生闪电，这叫做感应雷。三是在雷暴发生时，还有可能出现圆球形状的闪电，颜色呈现多彩，这种闪电叫做球状闪电，俗称滚地雷。这种闪电危害极大，它会随着气流的起伏行动，从而通过没关闭的门窗侵入室内，有可能会无声无息的消失，但也可能会由于撞到某个物体而发生爆炸。
3铁道信号综合防雷的关键技术与实施
3.1防直击雷设计
铁道信号设备的防直击雷设计主要围绕信号楼、外部露天设备开展，一般采用塔杆安装避雷针引下线、金属外壳屏蔽的防雷设计，而为了保证防直击雷设计质量，需关注接闪器、引流系统、散流系统的选择与设置，具体设计如下所示：①接闪器的选择。一般采用避雷针防护，信号楼、外部露天设备均可使用避雷针有效防止直击雷的袭击，但相较于外部露天设备，信号楼安装避雷针可能增加引雷概率，因此信号楼应采用安装避雷线、避雷网作为接闪器，由此结合接地装置、引下线接口即可保证铁道信号设备免受直击雷破坏。②引流系统设置。引流系统用于连接接地装置和接闪器，而为了最大化发挥这一雷电直击泄放通道作用，需关注引下线可能引发的旁侧闪络，因此需采用多跟引下线用于铁道信号设备防直击雷设计，同时设置均压环即可更好发挥引流系统作用。③散流系统。散流系统也被称为接地，不同的防雷设备往往拥有不同的接地装置，考虑到信号楼、外部露天设备存在的不同防雷需求，本文建议前者采用整体接地网作为散流系统，后者则采用引下线直接埋入大地接地的设计。
3.2防感应雷设计
受弱电设备对电磁场变化敏感、外接信号线等可能产生耦合电压影响，信号楼的防感应雷设计必须得到高度关注，由此才能够较好保证铁道信号设备的安全稳定运行，具体设计可围绕以下几方面开展：①划分雷电防护等级。信号楼属于典型的特殊智能建筑，因此其雷电防护等级划分需结合防雷系统的栏截效率E、年预计雷击次数N、雷电电磁脉冲引发的设备损坏年平均次数展开NC，计算公式为：E=1-NC/N，结合E的大小即可确定雷电防护等级。如E≥0.98代表雷电防护等级为A级，该等级说明信号楼对建筑物防雷安全有严格要求、对雷电电磁脉冲敏感度高、需严格控制瞬间过电压，而0.9＜E≤0.98则代表防护等级为B，代表对内置电子信息系统的建筑物防雷安全有严格要求的电子信息设备，考虑到铁道信号楼多为B级，由此即可开展针对性较强的铁道信号设备防感应雷设计。②划分雷电防护区。作为较为系统的工程，铁道信号设备的防雷设计必须关注雷电防护区的划分，主要围绕雷电灾害的感受强度不同，由此即可更好保证铁道信号设备。③具体的防感应雷设计措施。信号线路防雷、联锁上位机与远端显示器之间防雷、信号机室内端防雷、轨道电路室内端防雷、室内信号设备等电位连接防雷均应成为防感应雷设计的重点，如信号线路防雷可通过串联双绞线信息线路保护器构建暂态等电位连接，而联锁上位机与远端显示器之间防雷则需要在显示卡输出口前、远端显示器视频口前串接视频口信号防雷器，室内信号设备等电位连接防雷则可以通过连接各类线路构成等电位连接网络实现感应雷防护，这些均属于经过广泛实践验证的防感应雷设计措施。
结语
总而言之，随着交通运输业的发展，铁道运输发挥的角色也越来越重要，铁道信号系统的安全是我们要尤为重视的问题。然而雷雨季节，却给铁道的安全出行带来了很大的困扰。相关铁道部门应建立完善的铁道运行安全机制，避免雷雨天气铁道信号的不稳定，保证铁道系统的安全运行，方便铁道交通的安全运行。
参考文献:
[1]王超.铁道信号设备的系统防雷[J].电子世界，2014（08）.
[2]赵军.铁道信号综合防雷中接地的具体做法[J].铁道通信信号，2007.
[3]葛建平.铁道信号设备防雷方案[J].铁道通信信号技术工程，2010，7（2）.
论文作者:柳昭
论文发表刊物:《防护工程》2019年13期
论文发表时间:2019/11/13
标签：铁道论文; 信号论文; 雷电论文; 设备论文; 防雷论文; 感应论文; 直击论文; 《防护工程》2019年13期论文;