铁路信号防雷施工技术分析

摘 要：目前铁路运输在国民经济的发展中具有特别重要的地位和作用，作为大众化的交通工具，不仅是经济发展的大动脉，也处于我国交通系统的骨干地位，对社会进步发展产生重大影响和深远意义。铁路信号则是铁路工程建设中的重中之重，铁路信号工程建设质量的优劣，关系到整个铁路的正常运行及行车安全，为此在建设过程中应不断加强对铁路信号防雷施工技术的更新与改革，确保采用科学合理的施工技术，控制好防雷施工的质量。本文主要分为两部分，分别为雷电危害种类及袭击途径原因的分析和对铁路信号防雷施工技术的要点进行探讨和总结。

关键词：铁路信号；防雷设备；施工技术；技术要求

铁路信号设备在保证铁路行车安全和加快运输效率方面起到重要作用，但由于电子设备本身的特点，它的工作环境属于弱电运行，在发生雷电天气时，雷击放电，非常容易引发事故，造成信号设备的损坏，以致于造成极大的经济损失，直接严重威胁着铁路正常的安全运输。因而，采用先进的施工技术及科学可行的施工方案在对铁路信号防雷过程中显得极为重要。

1 雷电危害种类及袭击途径原因分析

1.1 雷电危害种类

铁路信号设备遭受过电压和过电流袭击的主要途径是感应雷和直击雷两种。

感应雷的形成是因雷云在对大地放电时，在铁路外置的信号传输线，如信号电缆线，埋地电力线等产生强大的电磁场，形成电磁感应并且侵入设备的过电压和过电流称之为感应雷。感应雷可直接导致串联在线路上的信号电子设备遭受到损坏。感应雷产生的幅度值大小与线路的长度高度，雷击点的位置，设备附近土壤及设备接地设备的电阻等因素有关。

直击雷是指雷电直接击中信号设备并穿过设备入地的雷击过电压和过电流。直击雷的主要特点是电压高，电流大，信号设备对此防御力很低，对其破坏强度极大，但与感应雷相比其发生的概率要低。

1.2 雷电袭击的途径

由于各种信号设备运行所处的环境各异，遭受雷电袭击的途径和原因也大有不同，在对铁路信号设备避雷施工过程中，只有全面掌握雷电袭击信号设备的途径，才能根据具体情况具体采取措施。雷电袭击信号设备的途径主要分为三个方面，分别为途径铁轨电路入侵，由架空线路入侵以及由信号交流电源系统入侵。

1.3 铁路信号设备遭受雷击的主要原因

1）由于铁路工程巨大，占地分布范围较大，很多信号设备布置在空旷的地区，或者设置在海拔相对较高的山区等，这些地区都具有容易遭受雷击特点。

2）铁路由于自身的钢铁材质，是过电压过电流良好的导体，因此与铁轨串联的信号设备也因此容易遭受到直击雷的危害。

3）由于各种设备布置不当，接地系统分布较多，使其冲击接地电阻分布不均衡，在有雷击发生的情况下，很容易引起地电位差，造成地电位反击，造成人员和设备的安全事故。因而在铁路信号设备防护中最先遵循的原则应是各个设备电位差均衡平等。

2 防雷设备施工技术要求

2.1 铁路信号主要防雷设备的布置

2.1.1避雷针的布置

避雷针主要是针对直击雷进行防护。其原理是尖端放电原理，带电云层通过与避雷针形成通路，而避雷针又有接地装置，这样避雷针可以把直击雷形成的电荷导入大地，从而免除雷电对建筑及设备的危害。避雷针布置施工时应检查装置的各个部位是否焊接牢固，防治中途断开，接地装置的电阻和接地引线的长度，面积也要符合规章要求。避免避雷针在引雷过程中，因布置不当产生雷电电磁脉冲直接危害设备的信号传输。在铁路信号避雷防护中，应格外注意，信号机房建筑物的屋顶不允许设置避雷针。

2.1.2避雷网及避雷带的布置

避雷网在布置是应由不大于3m×3m的方格网构成，每间隔3m与避雷带通过焊接连通，网格可选用40mm×4m的热镀锌扁钢交叉进行两面焊接，其中热镀锌钢材的镀层厚度应在20到60um之间。避雷带在布置过程中应注意信号楼为平房无防护墙时，避雷带无法在楼顶层布置，可采取增加辅助架进行固定。其中避雷带与避雷网的材料都可用镀锌圆钢或扁钢，圆钢的直径最少不得小于8mm，扁钢的厚度最少不得小于4mm。避雷网，避雷带，引下线和接地系统可构成法拉第笼系统。

2.1.3避雷器的布置

避雷器种类繁多，其中主要类型有三种，分别为管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器。每种类型的避雷器工作原理和安装程序都各异，但它们共同的特点就是都为了保护电缆和信号设备不受雷电损害。目前我国使用最广泛的是氢氧化锌避雷器。其优点主要为流通能力大，保护特性优异，封闭性能好，以及具有良好的解污秽能力。在布置过程中应注意残压值。残压值是指当线路出现电压时，此刻配变将于电压共同通过避雷器，接地装置以及接地线时产生的三部分降压。在避雷器布置施工过程中，合理的减少引线上的残压是关键。通过U=IR可得，想要减少残压值，就要是适当的减少R（引线的电阻），或降低U（引线的电压），所以通过理论知识与实际的案例可得避雷器安装时应距离配电变压器较近的位置更加合适。

2.1.4焊接施工要求

焊接施工中的质量控制直接影响设备布置的质量与进度。由于焊件一般为铸铁件，所以在实施焊接时应采用直流反接法。焊件作为负极，温度较低，受热程度小，并且焊接时电弧稳定，飞溅小，熔深浅，有利于确保焊接的质量。在进行多层多道焊接时，每层间的温度绝对不得超过175摄氏度，当每焊接完一层或一道时，应将焊接残渣进行清理，确保焊台清洁，与此同时检查焊接是否合格，若出现裂纹，咬边残缺等，需进行处理完善后再进行下一层或一道的焊接。

3 结语

铁路信号防雷是一项综合性的工程，只有在施工过程有严谨的态度，运用科学合理的技术方法，才能真正的建设合规安全的铁路信息防雷工程。

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作者简介：徐奕（1972-），女，浙江青田人，本科，实验师，铁道信号自动控制专业。