西安铁路信号有限责任公司 陕西省西安市 710048
摘要：随着微电子技术在铁路信号设备中的广泛应用，雷电防护成为计算机联锁系统中必不可少的一部分。就计算机联锁系统防雷措施进行了探讨。
关键词：计算机联锁系统；雷电防护；地线；探讨。
Abstract：With widespread application of micro-electronic technology in railway signal equipment，thunder and lightning has turned to be indispensable in computer interlocking system.This paper probes into thunder and lightning protection techniques for computer interlocking system and their application.
Key words：computer interlocking system；thunder and lightning protection；ground-wire；discussion.
随着以计算机为代表的电子设备的广泛应用，铁路信号设备也从传统的继电控制方式向着微电子控制方式过渡，越来越多的车站已使用计算机联锁设备。在我国铁路快速发展的背景下，安全性和可靠性是要确保的要素，然而防止雷电破坏信号设备是确保安全的一个重要任务。
1 计算机联锁系统防雷设施现状
计算机联锁系统属于室内安装设备。车站信号楼目前都设有防雷击的避雷设备（避雷针或避雷带），但有的建筑墙体没有屏蔽网。由于现场条件所限，计算机联锁设备往往是靠近信号机械室的一端安装，极端的情况下机柜柜体距建筑物外墙体只有1m左右，更易受雷电侵害。
另外，计算机联锁设备除了机柜外，还有大量与外界联系的电缆，如与继电电路连接的输入、输出电缆，与运转室终端设备相连的电缆，与信号电源屏连接的电源电缆。这些电缆既有水平敷设又有垂直敷设，既有同一楼层敷设又有不同楼层敷设，其长度一般在10～35m之间，个别情况下会超过40m。当雷电发生时线路上会感应出很强的浪涌电压，这种浪涌电压沿线路侵入到微机内部，轻者造成接口损坏，重者造成整个系统瘫痪。
以上表明计算机联锁设备的电磁环境不是很理想，有必要针对雷电干扰进行整体防护。
2 雷电脉冲侵入途径分析
计算机联锁设备一般安装在信号楼机械室内，所有输入、输出电缆只与室内信号设备接口架相连，与室外设备没有直接联系。雷电主要经由以下途径侵入到微机系统。
2.1 所在信号楼或信号楼附近建筑物遭受直接雷击时产生的电磁脉冲，电磁脉冲以浪涌的形式沿线路引入到微机系统造成过电压和过电流。
2.2 室外电网遭受直接雷击或感应雷击产生的电磁脉冲，经输电线传导到信号电源屏，再经电源屏输出线侵入到微机电源系统造成过电压和过电流。
2.3 室外信号设备或钢轨遭受直接雷击或感应雷产生的电磁脉冲，沿室外电缆侵入到机械室内，过高的电压将信号设备击穿，对地形成大电流，信号线上的过电流又通过线间耦合，在微机输入、输出线上产生过电压和过电流。微机接口架至继电组合之间，联锁输入、输出电缆线与继电控制的信号线在接口柜线槽内是混扎在一起的，线间耦合引起的干扰不可忽视。
2.4 雷击信号建筑物的避雷针（带、网）产生的雷电流沿接地引下线进入大地，引起地电位升高，过高的地电位会以高压的形式通过附近的微机系统接地体反击到微机内部。
3 雷电防护措施
3.1 防雷接地技术
铁路通信防雷中，防雷接地技术占据着很大的比重，一个良好的接地系统对设备的雷电防护具有不可或缺的意义。 防雷的一个重要原则是“均压等电位”，等电位不等于绝对的“零电位”。从雷电危害的机理来看，是因为设备上存在电位差，一旦有电流流通路径，电位差就会产生电流，电流超限就会产生危害。
3.3.2 在机械室分线盘处的每一路通道安装防雷保安器，可有效扼制浪涌电压流向联锁系统的输入输出通道，避免对其造成破坏。
采集/驱动电缆两端各套一个铁氧体吸收磁环，可以吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉，抑制沿导线传输的高频干扰信号，其等效阻抗中电阻
值分量是频率的函数，随着频率而变化，最佳作用频率在5200MHz。
3.4 视频信号通道防护
视频信号属于低幅高频模拟信号，红蓝绿三色信号峰峰值仅为0.7Vpp，频率一般在几十兆赫；扫描信号为TTL电平，水平扫描30~70KHz，垂直扫描50~120Hz之间。三色视频信号采用瞬态二极管与放电管串联对地防护，扫描信号采用瞬态二极管对信号地进行横向防护，同时与放电管串联对地作横向防护。一般情况下，接至控制台显示器电源导线都会使用多芯屏蔽线缆。
3.5 对机柜进行屏蔽处理
为了达到对干扰电磁脉冲进行衰减和反射的目的，联锁系统机柜柜门玻璃使用中间夹有金属丝屏蔽网的屏蔽玻璃，柜门与柜体的缝隙处粘贴金属丝网泡棉屏蔽条，采集机箱及驱动机箱的各种单板间隔缝隙处粘贴金属丝网泡棉屏蔽条，机柜的上下盖板等处可用铜皮胶带粘贴密封。另外为了防止雷电瞬间高压造成采集驱动LED灯误显示，可在金属面板与LED灯之间加装绝缘性能良好的环氧玻璃布板，使得LED灯外壳不会与金属面板直接接触，留有一定的空隙。
4 结束语
近年来，雷害对计算机联锁系统的影响比较大，不仅修复时间长，难度大，耗资多，更重要的是故障发生后，给列车运行秩序带来严重的干扰，对行车安全构成很大的威胁。所以做好防雷措施是一项长期而艰巨的任务，有待我们持续不断的努力研究，旨将雷电对计算机联锁系统的危害尽可能的减少或者避免。
参考文献：
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[4]陈秀萍.《铁道通信信号》2008年第44卷《计算机联锁系统防雷措施研究》.铁道科学研究院通信信号研究所，2008
论文作者:刘洁
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：联锁论文; 信号论文; 雷电论文; 系统论文; 防雷论文; 设备论文; 计算机论文; 《基层建设》2017年第30期论文;