温州轨道交通的综合防雷保护

刘元林　周旋　唐翠云

【摘 要】针对温州轨道交通，尤其是其中的市域铁路所具有的站点分散、环境复杂、人员密集、疏散难度大、雷击风险大等特点，系统化和专业化的综合防雷体系就显得尤为重要。文章指出，要从硬件建设和软件建设两方面出发，不仅要更有针对性、更具专业性地安装防雷设施，还要加强部门合作，重视防雷安全责任体系建设，从另一视角提出了综合防雷保护理念。

【关键词】温州;轨道交通;防雷;综合保护

中图分类号： F572.88文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）13-0207-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.098

城市轨道交通一般是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统，主要为城市内公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统[1]。城市轨道交通种类繁多，包括地铁、轻轨、单轨系统、有轨电车、磁悬浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统等[2]。

城市轨道交通具有运量大、速度快、班次密、安全舒适、准点率高、全天候、运费低和节能环保等优点，但由于大量使用了电子设备，以及高架线路，使得其遭受雷击的易损性和破坏性相当明显。温州地处浙江东南，年平均雷暴日数达55天，属于多雷区，而且市域铁路运行线路以高架为主，相对孤立突出，金属体和金属构件大量使用，易遭雷电侵袭，加强温州轨道交通的综合防雷保护，就显得非常重要。

1 溫州城市轨道交通简介

2019年1月23日，温州市域铁路S1线开通试运营，标志着温州正式迈入了轻轨时代，同时也是浙江省第一个开通运营市域铁路的城市。

温州轨道交通是服务于温州市及温州都市圈的城市轨道交通系统，根据温州市远景城市轨道线网方案，规划范围包括温州市域东部的沿海城镇密集地区及其围填海区，总面积4842平方公里。远景线网由2条市域铁路S线、4条轨道交通M线组成，线网总规模356.34km，其中，市域铁路S线总长度206.68km，轨道交通M线总长度149.66km。市域铁路平均站间距为2.5～4.0km，采用最高运行速度120～140km/h的市域快速轨道系统。市区大运量系统平均站间距为1.0～2.0km，采用最高允许速度80～100km/h的常规速度城市轨道交通。核心城区采用地下线，在其他区域采用高架线。市域铁路S线更是环绕大罗山，串联起瓯江、飞云江、鳌江和楠溪江流域的重要城镇，奔向大海，成为打造“双轴双心四片”城市空间结构的重要交通纽带，引领温州新型城镇化之路。

2 温州城市轨道交通的电气化特点

温州市域铁路是我国首条制式模式创新的轨道交通线路，其在市域动车组、供电、通信、信号“四大”关键技术上进行了大量创新，具有速度快、载客量大、节能环保等技术优势，被列为“国家战略新兴产业示范工程”。

温州城市轨道交通线网覆盖范围大，高架线和地面线占了相当大的比重，是集多专业、多工种于一身的复杂系统，通常由轨道路线、车站、车辆、维护检修基地、供变电、通信信号、指挥控制中心等组成，采用了以电子计算机处理技术为核心的各种自动化设备。这些自动化设备，采用了大量的高精密、高速处理单元。在系统性能的提升和能耗控制需求下，设备内部器件的功耗与工作电压越来越低，随之而来的是系统的抗干扰能力大幅度下降，系统的安全性变得越来越脆弱。特别是高架线（站）的线路、车站及辅助系统设备大量安装于地面以上，同时，系统中各站点与控制中心之间相互连接的各类网络、通讯系统的大量应用使得雷击电磁脉冲对系统安全运行的影响日益突出。建（构）筑物、电力进出线、各种弱电及通信系统都有遭受雷电危害的极大风险[2]。

3 温州城市轨道交通防雷存在的问题

虽然温州轨道交通目前只开通运行了S1线，但是在对S1线的防雷安全检查中，发现的一些防雷安全方面的问题，在温州轨道交通站网的后续建设中也应引起重视，采取措施尽早加以解决。

（1）防雷措施基本都是源于建筑物和建筑物电子信息系统的防雷理论，没有充分考虑城市轨道交通全线自动化控制对信号、通信等系统的可靠性要求极高，具有站点分散、环境复杂、雷击风险大等特点，系统化和专业化的综合防雷体系并不完善。

（2）防雷设施检修重视程度不够，定期检修或特行检修周期较长，不能及时发现已经损坏或濒临损坏的防雷设施，给雷电安全防护带来极大隐患。

（3）防雷设计或采取防雷措施时，未充分获取分析各个站点及全线周边雷电监测数据，防护措施千篇一律，没有突出重点设防，存在不必要的资源浪费[2]。

（4）各个防雷设施都是独立个体，未能建立联机系统，也没有进行智能化管理，巡检排查都是依靠人工单点操作，费时费力，时效性不强。

（5）存在大量的强电弱电设备，且两者布线空间距离有限，加之弱电系统尤其是通信、控制系统对抗干扰的要求很高，弱电设备及线路的综合防雷措施不够全面。

4 温州城市轨道交通的综合防雷保护

对于轨道交通地下线（站），由于全线及站点都是采用钢筋混凝土浇筑建设，钢筋网格密集，形成了“法拉第笼”，对雷击电磁脉冲有很好的防御效果。同时，几乎全部设施处于地下，直接雷击的概率很小，防雷设施以接地和防闪电电涌侵入为主。

对于高架线 （站），通过高架桥梁运行，地理位置相对空旷，使得线路和站点处于所经区域相对较高的海拔位置，加之金属物体的大量存在，除遭受直接雷击外，还存在雷击电磁脉冲、闪电感应和闪电电涌侵入的危害，防雷设施包括接闪、泄流、接地、屏蔽、等电位等。

对于城市轨道交通而言，综合防雷保护应是一个专业、整体、全面的综合性体系，除了防雷设施外，还包括人员防雷救灾能力、防雷安全制度等，概括起来，可分为硬件建设和软件建设两个方面。

4.1 硬件建设

4.1.1 充分考虑城市轨道交通的特殊性，采取专业化的防雷措施

对于轨道交通站点，应通过雷电监测数据来计算建筑物的防雷类别，采取相应的防直击雷措施，同时可以利用建筑物内钢筋或加密建筑物内钢筋，进行电气导通来形成“法拉第笼”，对站内电子设备和弱电系统进行更好地雷击电磁脉冲防护。对站内所有金属设备和金属构件进行接地以消除电位差和静电，采用铠装线缆甚至再穿金属管来防感应雷击和进行屏蔽，通过雷电监测到的雷电流幅值来决定SPD的通流量等，需要综合考虑城市轨道交通站点（线路）的地理环境、特殊性、雷击易损性、雷电数据，采取更有针对性、更具专业化的防雷措施。

4.1.2 做好防雷装置定期检测和日常巡查维护

防雷装置定期检测应委托有资质的机构，根据线路和站点所处的地理环境、雷击史、易损性和重要性，采取一年一检或一年多检，也可对重要系統或重要设备单独制定全面的检测方案，获取权威的检测数据和判定结果。日常巡查需要做到腿勤手勤眼勤，察看防雷设施是否电气导通、是否松动、是否锈蚀、是否损坏等，重点加强雷雨季节及遭受雷击后的巡查维护。发现隐患要立马消除，确保防雷设施随时处于正常性能状态。

4.1.3 开发应用智能综合防雷监测系统

将传统的防雷设施升级成智能型防雷设施，包括对雷击、电磁场、接闪器、SPD、地电位、接地阻值等的监测，并具备对部分设施滚动巡检及异常报警功能，实时监控防雷设施的性能状态，大大节省人力投入，及早发现防雷安全隐患。

4.1.4 加强与气象部门的合作

要针对自身防雷安全需求，与当地气象部门加强合作对接，利用气象部门的专业监测网络和专业预报技术，对轨道交通站点及线路进行雷电监测与预报预测，做到早预警，早预防，早应对。

4.2 软件建设

4.2.1 建立防雷安全责任制度

防雷安全生产是企业整个安全生产体系的一部分，对城市轨道交通而言，小事故容易酿成大灾祸，要编制防雷安全责任制度，并将其纳入整个安全生产制度中，紧抓关键岗位，明确安全生产职责，做到防雷安全落实到日常工作中。

4.2.2 建立防雷安全应急预案

轨道交通站点、轨道列车属人员密集公共场所，一旦发生严重雷击事故，极易造成公众恐慌，带来重大人员伤亡，需要建立一套完整的防雷安全应急预案，并将其纳入整个应急预案体系中，做好应急演练，确保有备无患。

4.2.3 加强防雷安全教育

通过工作例会、培训教育等方式，加强员工的防雷安全教育，促使大家做到认识客观，心中有数，应对正确。通过LED屏、多媒体终端等加强乘客的防雷安全教育，提高大家应对雷电危害的能力。

5 结语

温州城市轨道交通，尤其是市域铁路雷击风险大的特点，需要系统化和专业化的综合防雷体系来加以保护。它不仅仅指更有针对性地安装防雷设施，还包括建立防雷安全责任制度，加强防雷安全教育等，要从硬件建设和软件建设两个方面入手，向着智能、全面、综合、专业的防雷体系迈进，做好轨道交通的综合防雷保护。

【参考文献】

[1]百度百科.轨道交通.https：//baike.baidu.com/item/%E8%BD%A8%E9%81%93%E4%BA%A4%E9%80%9A/1141093？fr=aladdin.

[2]何建枝.城市轨道交通智能防雷系统应用[J].建筑电气，2016，12：33-34.