铁路信号设备的雷电综合防护体系

张志超

中铁九局集团电务工程有限公司

铁路信号设备的雷电综合防护体系

张志超

中铁九局集团电务工程有限公司

由于铁路运输技术的大发展，大规模的信号设备被应用于铁路的信号指示上，覆盖面极其广阔，尤其是集成电路的应用更是规模庞大，各种信息设备的交错兼容复杂多端，由此出现了防止雷电危害的这个极其重要的命题。本文就如何有效防止信息设备遭受雷击而讨论了两方面的问题，一是在雷电环境下它对信号设备的危害进行了分析，另一方面分析了预防雷电的几种有效措施。

信号设备；综合防护；预防雷电；有效措施

一、雷电环境下对信号设备的危害分析

众所周知，雷电的环境下进行信号设备的应用的风险是相当高的。雷击对信号设备的危害是致命的，一旦信号设备受损，列车的行驶调度等都将受到严重的影响，可能引发安全事故。现在的铁路都走向了信息化，这虽然极大的提高了铁路运输的效率，但是带来的问题也严重的多，因为这种铁轨的铺设需要使用到大量的集成电路，不然运输效率就会降低。集成电路的使用一方面促进了列车的运行速度，另一方面带给了列车安全上的隐患。大家都知道集成电路包含着许多微小的元件，比如电阻器等等小部件，而这些小部件的使用给铁路运输带来了安全上的问题。集成电路虽然小巧方便，但是它的问题在于它不如传统设备在防电方面的性能好，因为电路上极其微小的电流都可能引发雷电，造成集成电路的破坏，从而损坏整个信号设备。目前铁路工程采取了许多方法来避免上述情况的发生，但是还会出现这样那样的安全性问题，其中的原因一方面是防雷器具使用不当，还有就是没有合理的使用防雷手段。对于一般的情况，防雷设备的使用既要满足不干扰信号设备的需要，还要确保防雷的有效性。因为信号设备对信号的要求极其严格，任何一点干扰都会造成信号设备失效，因此，防雷设备必须保证不能干扰信号设备的信号，否则会适得其反。另外，防雷设备除了不能干扰信号设备外，还要保证防雷设施本身不能出现重大问题。在防雷设施的铺设上，要求十分严格，应该在铺设防雷设施之前进行严格的实际勘测，保证装置的安全性，有效性还有可行性。

二、防范铁路信号设备受到雷电干扰的措施

1.电磁环境要有利于信号设备的运行

铁路信号设备的应用过程中对电磁环境的要求十分严格。这是因为铁路上的信号设备存在一个元件，即弱电设备。这种弱电设备比较灵敏，任何微小的电流干扰都会对它产生巨大的影响。雷电的电磁波磁场是十分巨大的，所以要保证雷电的电磁波不能干扰到弱电设备。因此，在架设信号设备时，要充分考虑到弱电设备的感应问题。防雷设施的建设主要面临的问题是如何保护好信号设备的电磁感应不受到雷电的干扰，首先需要建设一整套的雷电预警机制。防雷设备在工作原理上是比较简单的，但在实际操作过程中十分复杂，而且对系统性要求严格，任何步骤不能出现差错和断层。防雷措施的前期工作是在架设防雷设施时要充分将地形和信号接收的因素考虑在内，保证防雷设施本身不会受到雷电的干扰和损坏。防雷措施的中期工作是保证防雷设备在接收雷电电磁波时能顺利地将其引导到地下，这就要求防雷设备必须精准的计算出雷电高发区域，灵敏地接收电磁波，同时工作人员必须定时有效的维护防雷设施。防雷措施的最后工作是工作人员的调度问题。

2.外部建筑防护物要到位

防雷设施的安放需要极高的条件，这就需要外围的建筑物能够起到保护防雷设施的作用。雷电对信号的干扰是强大的，雷电的电流如果进入防雷设施后没有得到适当的处理，对防雷设施本身会带来巨大的危害。因此，工作人员需要将防雷设施安放在能够有效避免雷电电磁波干扰的外部建筑物内。不能草率的将防雷设施安放在露天尤其是雷电电磁波干扰强烈的地段。

3.线路的铺设和布局要合理

当防雷设备连接上电缆时，工作原理是把由防雷设备接收的电磁传导到地下，从而避开信号设备，而中间的媒介是电缆。因为电缆不能接收过高的电磁冲击，所以在使用防雷设备时必须考虑到转换电压的问题。防雷设备都有或大或小的变压器，能将雷电电压转换成弱小分支，这样就能避免对电缆的大力冲击。但是，防雷设备变压器的使用需要注意的问题是不能将其线路错乱导致电流乱入，从而导致防雷设备损坏，不能起到防雷的作用。因此，防雷设备的线路必须严格分配，定时维护的检修。最后一个需要注意的方面是在防雷设备接收雷电电磁波的时候要保证灵敏度，使雷电的电磁波充分地由防雷设备传导到地下。防雷设备配备有信号接收器，主要是引导雷电电磁波的接收，因此，必须保证信号设备的灵敏，不能在接收信号是由任何干扰，信号器本身不能有任何损坏。有些地区发生雷电的概率很高，这就需要架设多个防雷的设施。然而，防雷设施的架设需要具备科学性。因为在雷电发生的时候，任何微小的碰撞，放电都可能引发雷电击中目标。给防雷设施供电的设备尤其需要仔细保护。必须将电源放置在非雷暴区，同时采用标准的绝缘体作为防护衣。同时，防雷设施内部线路不能错乱，尤其不能发生短路现象，这是极其容易引发雷电电磁波造成防雷设备失灵，并且还有可能危害到信号设备。雷电环境对信号设备最大的威胁在于雷电的电磁灵敏度。信号设备十分精密，对电子信号的接收度较高，这就导致了雷电电磁波的有机可趁。因此，在防止信号设备遭受雷电电磁波干扰的时候，最佳的手段是保证信号设备本身的质量，即不能轻易引入其他电流和电磁波。如果信号设备遭受雷击，数以万伏的电压传入到信号设备，会给信号设备带来严重的损害，引发列车行驶时的安全事故。

三、结语

铁路运输对信号设备的要求十分严格，而做好信号设备的防雷措施是重中之重。在雷电高发区域，除了要合理地安放防雷设施之外，外部建筑物的保护作用也相当重要。电缆的铺设的格局也要精确而且安全，保证防雷设施安全高效的运作，防止雷电电磁波对信号设备造成干扰。

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[2]谢永超.铁路站场通信系统雷电防护方案的研究［J］.自动化技术与应用，2011（02）

[3]韩劭.雷击与过电压对信号设备的危害及防护[J].中国铁路,2002,(2).

张志超（1975-）,男，满族，辽宁绥中人，中铁九局集团电务工程有限公司,工程师，本科；研究方向：铁道信号。