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摘要：随着现今的社会经济的发展，电气化铁路也在飞速的发展，微电子设备在铁路信号系统中广泛的应用，使得信号系统有了质的提高。然而，微电子技术的使用需要在弱电的环境下进行，才能更有效的发挥出功能，所以在外界干扰的环境下是比较敏感的，特别是在雷电发生的时候，会产生的较大的电磁强度的现象，干扰程度大大提高。雷电在产生过程中会产生大量的电流，造成电磁场的瞬间变化，所以对微电子设备的危害特别严重。
关键词：铁道；信号设备；防雷措施；重要性
铁路系统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行业得到了飞速、迅猛地发展，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。目前在世界范围内，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。我国的铁路运输系统中采用弱电的电子设备数量较多，这种类型的设备比较容易受到自然界中雷电的影响。尤其是对于一些雷电多发地区，因电子信号设备遭受雷击而导致铁路运行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，能更好地保障铁路系统的运载安全。
1雷电的产生和危害
1．1雷电的产生
雷电的产生是由于大气中热空气上升．与高空冷空气产生摩擦．从而形成了带有正负电荷的小水滴。当正负电荷累积达到一定的电荷值时．会在带有不同极性的云团之间以及云团对地之间形成强大的电场．从而产生云团对云团和云团对地的放电过程．这就是通常所说的闪电和晌雷。具体来说，冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的冻结、云体的碰撞等均可使云粒子起电。一般云的顶部带正电．底部带负电．两种极性不同的电荷会使云的内部或云与地之问形成强电场．瞬间剧烈放电爆发出强大的电火花．也就是我们看到的闪电。在闪电通道中．电流极强，温度可骤升至2万摄氏度．气压突增．空气剧烈膨胀．人们便会听到爆炸似的声波振荡．这就是雷声．而对我们产生影响的．主要是近地的云团对地的放电．经统计．近地云团大多是负电荷。其场强最大可达20kV／m。
1．2雷电的危害
雷电是一种大气中放电的现象．虽然放电作用时间短．但放电时产生数万伏至数十万伏冲击电压，放电电流可达几十到几十万安培．电弧温度也可达几千度以上，对建筑群中高耸的建筑物及尖形物、空旷区内孤立物体以及特别潮湿的建筑物、屋顶内金属结构的建筑物及露天放置的金属设备等有很大威胁．可能引起倒塌。起火等事故。雷暴可以使铁路信号系统设备损坏或失效．影响列车运行的正常秩序．同时带来较大的直接和间接经济损失．由雷暴造成的自然灾害被称为雷害，导致铁路信号系统雷害的有雷电直击(或称直击雷)和雷电感应（或称感应雷）。雷电直击是雷云直接通过地面物体放电并产生电效应、热效应和信号系统设备雷害的主要原因．雷电感应是雷电放电的强大电磁场在邻近铁路信号系统导线或系统设备内产生的电磁感应脉冲．该电磁感应脉冲产生的过电压和过电流幅值并不太高．但由于现代铁路信号系统设备采用了大量微电子设备．微电子设备耐过电压和过电流的能力很低．雷电感应引起的电磁感应脉冲可以造成雷害。雷电感应发生概率较大．一般雷电直击点周围半径lkm左右都会产生雷电电磁脉冲．雷电感应是铁路信号设备防护的重点．因此．铁路信号防雷设备主要用来防止雷电感应造成的雷害．只有很好的完善信号的防雷措施才能更好的保证安全的运行。
2防雷的措施应用的重要性
在进入汛期时，由于雷击造成铁路信号的设备的故障影响安全的现象变得越来越多。所以在提高信号防雷的标准的同时节能有效的减少雷电的发生。安装铁路信号系统内的防雷设备必须要保证信号系统的正常工作，在受到雷击时，应该及时的限制雷电压和将雷电引导入地。通过信号的设备的分布特点和雷击的途径进行分析，铁路信号设备对雷电防护有以下特点：
（1）由于信号设备的占地面积很大，有部分设备分布在山区、旷野上等更容易受到雷电的攻击。
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（2）铁路用的钢轨是雷电流的良好的导体，与钢轨连接的铁路信号设备有很多，例如信号机、轨道的电路、电动转辙机等都是比较容易受到雷电电流威胁的。
（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，它们均架设于信号与通信混合线路或自动闭塞高压信号线路上，由于大部分都是暴露在山区矿野郊外，在雷雨的季节就更容易遭早雷电的攻击，打的电流会通过线路串入信号机房的内部，所以就造成了内部的损害。
（4）雷电的防护原则是通过“等电位”的形式，因为会有多种类的接地设备系统，就会造成冲击接地电阻的不均衡，在遭到雷击时，雷电流引起电位差，更容易造成“地电位反击”，是办公人员或者信号设备找到损害。
通过以上的分析可以得出：只有将整个车站信号的设备防护有良好的避雷设施、下引线和一致的接地网，才能提高铁路信号设备的安全性以及机房设备、计算机的运行的可靠性，加强和完善直击雷和感应雷的防护措施。同时也要在供电系统、信号传输系统以及机房接地系统等系统进行有效的防护，在各个方面做好完整的、多层次的综合防护措施。
３应用防雷措施的重要意义
（１）能够有效避免铁路信号设备遭受雷击
我国的铁路交通系统四通八达，其覆盖范围常常深入到山区以及高原等人烟稀少的地方。为了保证铁道在郊区的正常运行，许多信号传输设备需要在荒野进行装设。一旦到了雷电频繁、多发的季节，没有安装防雷装置的信号设备在山区及旷野中会由于周围较高的树木的影响，频繁地遭受到雷电的袭击。然而，由于受到雷电破坏的信号设备所处的地理位置较为偏远，相关的设备维修人员很难快速到达设备所处地段进行抢修，会对铁路交通的正常使用产生一定的影响。给信号设备安装防雷装置，就可以有效地避免设备遭到雷击破环的现象发生。
（２）确保设备运行正常的同时保护电子元件
在雷雨天气中，针对设置在户外的铁路信号设备，容易受到感应雷或者直击雷破坏的现象，安装避雷装置可以对设备的微型电子元件及设备本身起到预防及保护的作用。然而，在进行相关避雷设备安装的过程中，需要结合不同铁路信号设备运行的特点，结合实际情况去分析设备或者元件容易遭受雷击的具体原因。在不影响信号设备实际运行的情况下安装防雷装置，以保障设备在雷雨天气的正常使用。在对铁路信号相关设备进行雷电防护的时候，应该充分的考虑到地电位的反击现象，可以适当地采用相等电位连接的方式，在发生雷击时候，将雷电和电流流经设备所产生的过额电压及电流快速地导流到大地中。选用防雷装置时，可以借鉴国外一些先进的防雷科技，以不同的铁道路段信号设备出现雷击事故的特点作为选择防雷装置的重要依据，这样可以有效地提升信号设备防雷的效果。另外，铁路相关部门不断地强化信号设备的防雷监管力度，对于减少由雷击引起的信号设备故障现象的发生也是十分必要的。铁路防雷监管部门可以对设备雷击的多发路段，进行雷害的相关排查，根据具体的原因快速地启动相应的防雷机制，同时对于防雷工程的实施情况及质量进行实时的监督及管理。这些举措对于提升铁道信号设备防雷工作质量，具有非常重要的辅助作用。
结语：
综上所述，在铁路建设中，信号设备的防雷工作的要求越来越严格，这是个铁路部门亚注意的综合性的问题，我们要努力的加强铁路信号设备的防雷工作，将雷害对信号设备造成的危害降到最低，才能更大的保障铁路的安全运输。
参考文献：
[1]乔曦.浅析几个常见铁路信号设备故障诊断方法[J].科技创新与应用.2014（13）.
[2]张雷.浅析影响铁路信号的因素[J].黑龙江科技信息.2012（12）.
[3]贾卫东.铁路信号存在的问题及对策[J].科技传播.2012（03）.
论文作者:张腾,周杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：雷电论文; 设备论文; 防雷论文; 信号论文; 系统论文; 雷害论文; 铁路信号论文; 《防护工程》2019年第4期论文;