哈尔滨铁路局齐齐哈尔电务段 黑龙江省齐齐哈尔市 161000
摘要：随着交通运输业的发展，铁路运输发挥的角色也越来越重要，铁路信号系统的安全是我们要尤为重视的问题。然而雷雨季节，却给铁路的安全出行带来了很大的困扰。相关铁路部门应建立完善的铁路运行安全机制，避免雷雨天气铁路信号的不稳定，保证铁路系统的安全运行，方便铁路交通的安全运行。本文就铁路信号设备防雷技术进行探讨。
关键词：铁路；信号设备；防雷技术；探讨
1 铁路信号设备遭受雷电的原因
1.1 铁路信号设备的占地面积较大，并且很多信号设备分布在较高的山区上，还有的是在旷野中，构成易遭受雷电的特点。
1.2 铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的信号设备就较容易受到雷电的袭击。
1.3 自动闭塞和半自动闭塞的诸多信号线、控制线都是使用架空线，均架设在信号线路中，暴露在旷野中，在雷雨天气，保护措施较弱，极易受到雷电的威胁，线路中的大电流会串入信号机房，从而引起对内部设备的损害。
1.4 信号机房存在较多的接地系统，其冲击接地电阻不均匀，在雷电袭击时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，形成“不等电位”，威胁到机房人员和设备的安全。
2 雷电对铁路信号设备的主要危害
雷电对铁路信号的损害方式有很多种，其中，危害最大的两种方式如下：一是直击雷；二是感应雷。在此，对这两种危害方式进行分析，为下文相关具体策略的提出提供一定的依据。
2.1直击雷
直击雷就是指带电的云层对地面某一点进行直接放点，对于铁路系统的表现形式就是对相关信号设备产生直接的电击危害，例如，直击到钢轨，或是雷电直接击中信号传输设备等。一般来说，铁路系统的相关信号设备受到直击雷的可能性较小，但是，由于这些设备中在制作的过程中放入了大量的微电子设备，这些设备对于雷电的抵御能力较差，有些微电子设备甚至并没有抵御雷电的功能，若是遇到比较恶劣的天气，直击雷一直出现，这些设备的内部结构很容易被损坏，进而导致相关信号设备瘫痪，这为铁路的正常运行产生极大的危害，甚至会发生相关安全事故，造成工作人员以及出行人员的伤亡，其后果较为严重。
2.2 感应雷的危害
感应雷就是指带电云层与带电云层之间进行放电现场，这一种雷电损害模式并不地面直接放点，而是在相关的设备，例如，电源、相关数据线以及金属导管上产生感应过电压。换句话说，这种雷电危害方式就是产生电磁感应。这种放电从埋在地下的相关设备直接侵入到相关信号设备中去，进而导致相关电子设备的损坏。
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3 铁路信号设备防雷技术
铁路防雷装置是能够保证在信号源受到雷电袭击时，及时将雷电带来的过大电压以及过大电流直接导入地下，保护铁路信号系统装备不受到雷电侵害的一种装置，在铁信号受到雷电侵害时不受损坏，保证信号系统的正常工作。
3.1 避雷器
避雷器是一种很常见的室外防雷装置，其作用是为了避免裸露在外的高层建筑物或者高压轨道电缆或传输装置受到雷电袭击。避雷器又称为接闪器，是一种金属装置，可以用来直接接受雷电的袭击。避雷器由避雷针，避雷线和避雷带三部分组成。单独设置避雷针的信号设备机房建筑物，避雷针引下线在地网上的引接点和等电位接地排与地网之间的连线引接点，应相距10m～15m，条件不允许时也不应小于5m。该接地引入线长度不宜超过30 m．采用40 mmX4mm镀锌扁钢或不小于95 mm2的多股铜线。
3.2 埋设接地网
接地网或者网状接地是埋设在铁路信号楼四周的，要求所设置的接地电阻不大于1Ω。一是这样做将电流大部分都输入大地；二是为了防止过电压对铁路信号设备造成威胁。一般采用铜包钢的物体进行垂直接地，间隔在2.5m左右，采用直径为10～12mm的镀铜圆钢进行水平接地，按照相关标准和实际的情况，埋设的接地网的电阻要和贯通地线连接，阻值在10Ω以内。
3.3 设置屏蔽接地栅
屏蔽接地栅就是法拉第笼，将其安装在铁路信号源的周围，主要材料是导电良好的镀锌铜条，并将接地网和其进行连接。铁路信号源由于是由许多小功率信号电气设备、遥控以及低压电子逻辑系统构成，因此需要加装特定的屏蔽网。根据屏蔽网标准规定，网格的均压环全部使用避雷带，规格必须小于3m×3m，实现等电位连接。另外，在铁路信号楼外的设备密集场地、信号楼的周围增加防雷塔。防雷塔的安设应该避免线缆的交叉，防雷塔与线缆间距的要求要满足国标规定的地上和地下距离标准，一般不大于3m。
3.4 电源线路防雷
所谓电源线路防雷，就是为了防止设备受到电击时，过大的电压以及电流通过电源线对计算机以及电子设备造成损害。一般的雷电防护装置不能保证在电子设备受到雷电击中，一次性释放所有高压电流，电源线中仍然存在残余的高压电流，为了保证电子设备信号源不受到二次侵害，铁路人员应该采取分级保护装置，逐渐的将高压电流导入地下。在6/12/24/48/90/170V接线端子式信号（负载电流500mA）线路设备端口处串联安装SC-E系列浪涌保护器；在12/24/48V接线端子式信号（负载电流1.5A）线路设备端口处串联安装SC-P系列浪涌保护器；在120/200V接线端子式信号（负载电流10A）线路设备端口处串联安装SC-D系列浪涌保护器；在RJ45网络信号线路设备端口处串联安装RJ45S-1E浪涌保护器；在RJ45电话信号线路设备端口处串联安装RJ45-TEL/2L浪涌保护器；在天馈信号线路设备端口处串联安装CT系列天馈信号浪涌保护器。
3.5 信号线路防雷
信号线路是一种室内与室外的联通装置，保证信息传输的安全。一旦电子信号源受到雷击，设备在受到过压电流时损坏率非常高，降低了铁路运输信号传输的可靠性。所以在信号源两端加装安全防护装置必不可少，只有这样才能保证信号设备的可靠性，保证信息传输的安全性。在中雷区以上的机房内的信号传输线若水平距离大于50m小于100m时，应在一端设备接口处安装信号传输线防雷保安器；若信号传输线水平距离大于100m时，应在两端设备接口处安装信号传输线防雷保安器。历史上雷害较集中的机房内，即使信号传输线水平距离小于50m，也应考虑在传输线一端加设防雷器。若机房屏蔽较好．室内信号设备安装的传输线防雷保安器冲击道流容量（波形8/20us）应大于IkA。机房无屏蔽、机房处于强雷区、机房临近有易于引雷的高大建筑物和构筑物时，室内信号设备安装的信号传输线防雷保安器冲击通流容量（波形8/2ous）应大于3KA。机房处于强雷区且机房附近有含避雷针建筑物、构筑物或机房曾多次受感应雷电电磁脉冲危害，室内的信号传输线防雷保安器其冲击通流容量（波形8/20us）应大于5kA。所有信号传输线防雷保安器的限制电压都应小于40V。
结束语：
随着电子信息技术及通信技术的发展，铁路信号设备中各类电子设备的应用越来越多也越来越广泛，电子设备在铁路信号设备的应用在提高了铁路信号设备高效性的同时也带来了一定的安全隐患，雷电这一自然现象会对铁路信号设备的安全运行带了极大的影响，为确保铁路信号设备的安全、稳定的运行应当加强对于铁路信号设备的防雷保护。
参考文献：
[1]对铁路信号设备的防雷探讨[J]. 张宏祥.通讯世界.2016(04)
[2]关于铁路信号设备雷电危害及防护的探讨[J]. 贾飞.通讯世界.2016(22)
[3]铁路信号设备防雷分析与研究[J]. 邱俊丰.电子技术与软件工程.2015(03)
[4]铁路信号设备的系统防雷[J]. 王超.电子世界.2014(08)
论文作者:贾丽媛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/3
标签：设备论文; 信号论文; 雷电论文; 防雷论文; 传输线论文; 铁路信号论文; 机房论文; 《防护工程》2017年第25期论文;