铁路信号设备的防雷问题分析

纪宇鑫 侯宇川 张博

摘 要：伴随着中国科学技术的迅速发展和不断进步，在铁路运输系统中应用的高科技电子信息技术也是越来越丰富多样，这为铁路运输生产的自动化程度大大的作出了贡献。万物有利必有弊，在电子信息技术给铁路运输系统带来极大便利的同时，也带来了困扰。而本文中，笔者将会对铁路信号设备中的防雷问题进行分析探究，并且根据具体的实际情况提出一些有效的解决措施。

关键词：铁路信号设备；雷电危害；防雷措施

1 前言

铁路运输控制系统已经从6502电气集中联锁系统升级为计算机联锁系统。计算机联锁系统的使用大大地提高了铁路信号设备的可靠性，提高了调车组作业人员的安全性。但是精密设备的使用必然对工作环境提出了更高的要求，这些高科技电子技术具有弱电环境工作，容易受到电磁脉冲的干扰，甚至在打雷时可能被击穿损毁。虽然在电子盒在设计和生产过程中有对雷电危害进行了保护措施，但是远远不够，还需要后期的系统防护才有效。本文中将会论述防雷技术在铁路信号领域中的运用。

2 铁路信号设备的雷害类型

一般情况下，对铁路信号设别系统破坏的雷电灾害主要是由以下比较常见的几个方面：

2.1 直接雷电

在打雷天气中，雷电在雷暴活动的范围内对铁路信号系统的建筑结构、信号传输的线路、钢轨和其他设备直接点击导致故障的现象称为直接雷击。通常情况而言，铁路信号设备发生直接雷击的故障几率是非常低的，但正因为这样，铁路信号系统中的每个电子设备对直击雷电的防御能力也是比较低，有些几乎没有防御能力，一旦铁路信號设备出现直接雷击的情况，就是摧毁性的破坏，给铁路运输造成了极大的安全危害和经济损失。

2.2 冲击波

当铁路信号设备供电的电源收到雷电冲击波的侵入时，对高压线侵入传至高压变压器，如果被侵变压器没有安装避雷器或者是没有有效地避雷，而且雷电波的幅值又是超过承受范围，那么就会把直接击穿变压器初级、次级绕组绝缘。如此雷电压高达数百千伏会直接侵入交流低压电源，对低压侧的信号设备进行严重破坏。假如雷电冲击波电压幅度不高，对高压避雷器不足以动作或者是不能够击穿变压器的绝缘侵入回路，雷电冲击波还会通过绕组间的分布电容耦合方式侵入信号低压回路，这样就会导致信号电源设备产生过电流和过电压。

2.3 雷电浪涌破坏

雷电浪涌是由于近些年在铁路运输中计算机电子设备的不断应用在此才得到人们的极大重视的一种雷电危害形式，也正因为如此，人们对其的防护方式也是不断地完善。最常见的对铁路信号设备危害的并非是雷电直击引起的，而是由于雷电发生时在电源和通讯线路中的噶应电流引起的。

2.4 轨道电路

我国铁路目前使用的轨道电路的传输通常是钢轨，而且位置的设置一般也是高于地面的。这样，在雷雨天气的时候，雷电就会通过钢轨侵入到信号设备的轨道电路中，对轨道电路造成破坏。另外，当铁路轨道两边的树木、高山或者是大桥等被雷电破坏也会对铁路的轨道电路造成牵连。

3 信号设备的防雷措施

在实际的铁路信号设备的防雷施工操作中，管理人员可以通过采取以下的有效措施来对铁路信号设备的防雷性能和水平进行提高，从而确保信号系统的正常运行。

3.1 进行整体系统考虑，做到系统实施

由于铁路信号设备施工是一个比较大的系统，所以要对信号设备的防雷措施不能够采取大一的方法对待，这样的意义也不大。在对铁路信号设备施工的过程中，一定要经过全面详细的分析研究，制定一个详细的整体防雷施工方案后才进行施工。在信号设备防雷施工中，一定要按照设计方案的相关技术标准和规范进行。此外，设计者在设计防雷方案的时候，必须要周到考虑到信号设备的各个系统，包括铁路信号设备内部和外部、天线和地线以及强点和弱点等因素。只有这样设计的信号设备防雷方案才能够有效地保护铁路信号设备的不会被雷电破坏。

3.2 室外铁路信号设备的防雷措施

3.2.1 安装避雷装置

在施工的实际过程中，铁路信号管理工作人员要根据现场的实际需要在信号设备密集区安装避雷装置，避免信号设备、轨道和电缆这些被雷电破坏。避雷装置的安装一定要选择合适和恰当的位置进行安装，而且为了避免避雷设备装置引雷后引发雷电连锁感应现象，地缆设置一定要距离同站场内的电缆、钢轨的距离大于二十米。

3.2.2 保证接地良好和选用屏蔽电缆

在铁路信号设备室外安装时，一般都是使用与大地连接的金属盒来保护这些设备装置，与此同时，也要确保金属盒的接地必须良好防止室外信号设备被雷电电磁脉冲的屏蔽破坏。而对于连接信号设备时，则需要使用屏蔽电缆进行连接。在施工的过程中也要确保电缆屏蔽接地的良好性。

3.3 室内信号设备防雷措施

3.3.1 安装过电压保护装置

由于弱点设备的电源雷电侵害的侵害方式是通过电源线路，因此为了抑制电源浪涌电压和防止浪涌电压窜入电子信号设备而受到损坏，在电源线路入口和室内核心的电子机柜的单元电源入口处建议安装过电压保护装置

3.3.2 数据通讯和测控技术电路使用光纤电缆

由于这两类接口电路对于各个终端的供电系统电路灵敏度都高得多，比如计算机联锁设备设置中的行车室终端显示器和打印接口等都是非常灵敏的，因此可以使用光纤电缆作为数据传输线。

4 结言

伴随着计算机联锁系统和高速铁路的不断投勇，铁路信号设备在保障安全、提高效率方面也越来越重要，因此对信号设备的防雷工作的重要性也是不言而喻的。在铁路信号设备防雷工作中，我们一定要保证设备的防雷效果。只有把铁路信号设备的防雷工作确实做到位，才能够促进铁路运输的进程更加健康发展。

参考文献

[1]周剑.铁路信号设备的系统防雷分析[J].科技致富向导，2012，（33）：256.

[2]宋少鹏.对铁路信号设备的系统防雷分析[J].中国新通信，2014，（23）：33.